mn-zn铁氧体纳米粉体的制备与烧结特性研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：河北工业大学硕士学位论文Mn-Zn铁氧体纳米粉体的制备与烧结特性研究论文作者：索强强学生类别：全日制学科门类：工学学科专业：化学工程指导教师：王新职称：教授资助基金项目：天津市应用基础及前沿技术研究计划（15JCZDJC31000）DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofChemicalTechnologyPREPARATIONANDSINTERINGROPERTIESOFMN-ZNFERRITENANOPART

2、ICLESbySuoQiangqiangSupervisor:Prof.WangXinNovember2017ThisworkwassupportedbyApplicationFoundationandadvancedtechnologyresearchprogramofTianjin(No.15JCZDJC31000)摘要Mn-Zn铁氧体作为一种重要的软磁材料，因其高饱和磁化强度、高电阻率、低损耗等诸多优良特性，在电子及信息等许多领域得到广泛应用。随着这些行业的飞速发展，对高性能Mn-Zn铁氧体的要求也不断提高。本研究以NH4HCO3+

3、NH3·H2O为沉淀剂，通过沸腾回流共沉淀法研究了纳米Mn-Zn铁氧体粉体的制备、纳米粉体的成型工艺以及PEG-6000表面改性剂在改善其性能及烧结特性方面的作用，研究结果表明：1、以NH4HCO3+NH3·H2O为沉淀剂，通过沸腾回流共沉淀法，虽然成功制备出了我们需要的产物—Mn-Zn铁氧体，但同时还出现了少量FeCO3第二相。对这些产物在600℃及以上温度进行热处理，能够使其中的FeCO3分解，获得单一的Mn-Zn铁氧体。热处理温度升高，产物的结构不变，晶粒尺寸增大，但其磁性能逐渐下降。其中，600℃热处理的样品饱和磁化强度最高（99

4、.1emu/g），比未处理的提高了近1.5倍。反应过程中，H2O2用量的多少对最终产物的结构和磁性能也产生很大影响。当H2O2用量为2.5mL时，所得产物的磁性能最好；H2O2用量在3mL以上时，所得产物出现了α-Fe2O3，相应的材料磁性能也随之下降。2、随着加压速率的减缓，烧结样品的密度逐渐增大。当加压时间在9min以上时，样品的密度趋于稳定（4.8g/cm3），同时材料的起始磁导率也达到580的较高水平。成型过程中小颗粒粉体比例减少，烧结样品的密度先增大后减小。其中，当40~80目：80~120目：120以下颗粒的比例为2:1:2时

5、，材料的密度和起始磁导率有一明显提高，分别达到4.92g/cm3和705。3、在Mn-Zn铁氧体纳米粉体制备的过程中，加入适量PEG-6000，不仅减小了纳米粒子的尺寸，而且还有效地减缓了它们的团聚程度。以这些纳米粒子为原料压制块体材料进行烧结，随着烧结温度的升高，材料的起始磁导率呈抛物线规律变化，并于1200℃达到最大值。添加PEG-6000样品的起始磁导率比同样条件下未添加的材料提高了约20%。PEG-6000的引入，一方面提高了Mn-Zn铁氧体纳米粉体的稳定性，另一方面改善了材料烧结后的组织均匀度，减小了晶粒尺寸。关键字：锰锌铁氧体

6、；沸腾回流共沉淀法；PEG-6000；烧结IABSTRACTMn-Znferriteasanimportantsoftmagneticmaterialwaswidelyusedinmanyfieldssuchaselectronicsandinformationtechnologybecauseofitshighmagneticpermeability,highresistivity,lowpowerlossandsoon.Withtherapiddevelopmentinthesefields,theMn-Znferritewasdem

7、andedforhighqualityandgoodperformance.Inthisresearch,MnZnferritenanopowderswerepreparedbychemicalco-precipitationandboilingrefluxmethodusingNH4HCO3andNH3•H2Oasprecipitant.EffectofmoldingprocessandPEG-6000onpropertiesandsinteringcharacteristicsoftheMnZnferritenanopowderswa

8、sinvestigated.Itindicatedthat:1.Theproductspreparedbychamicalco-precipitationandboilingrefluxmet