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锰锌软磁废料制备抗电磁干扰用高磁导率锰锌铁氧体研究

朱云  
【摘要】:宽频高导锰锌铁氧体是发展现代电子信息技术所必需的功能材料之一,广泛应用于抗电磁干扰材料。在锰锌铁氧体的制备和加工过程中,会产生大量的废料。如果能将这些废料加以回收利用,制备出高性能的锰锌铁氧体,将会产生巨大的经济和环境效益。 本课题在已有研究的基础上,以高导锰锌铁氧体废料为原料,用硫酸强化浸出其中的铁锰锌有用成份,再利用锰锌双金属还原三价铁为二价铁并以氨水调pH值进行净化,用碳酸氢铵作沉淀剂共沉得到锰锌铁氧体共沉淀粉料,经预烧、掺杂球磨、造粒、压制成型和烧结等过程,得到了高导锰锌铁氧体样环。 研究结果表明: 1)还原过程对还原的金属要求比较严格,采用Mn、Zn金属还原替代Fe粉还原效果要好得多;净化过程对pH值的要求比较苛刻,过低或过高的pH值都对杂质的去除不利,本研究详细研究了不同pH值、反应温度和反应时间对净化效果的影响; 2)预烧对粉料的组成有着重要的影响。随着预烧温度的升高,粉料的晶粒逐渐增大,粒度变得均匀。但过度升高则会产生结块,形状也会变得很不规则,本文研究了不同预烧温度和预烧时间的影响; 3)掺杂对铁氧体粉料的结构及磁性能影响很大。不同的添加剂可以起到不同的作用。本研究主要对MoO3、Bi2O3、SnO2、CaCO3进行了较详细的研究,并得到了最佳的掺杂条件; 4)球磨对粉料的粒度及活性有影响。随着球磨时间的延长,粉料粒度变得越来越细,活性也越来越高,但过细的粉料在烧结的时候会产生不连续生长; 5)烧结是影响铁氧体性能的一个最重要的因素。选择合适的烧结温度可以得到晶粒大、气孔少、晶界直的铁氧体,从而获得较高的初始磁导率;合适的升温速度和降温速度能保证铁氧体反应进行的程度;而烧结气氛则会影响铁氧体的相组成,从而影响铁氧体的磁性能,因此烧结时必须要控制一定的平衡气氛。 在优化了配方(Fe2O3:MnO:ZnO=52.33:23.33:24.34)的基础上经过各种铁氧体工艺后,制备出了初始磁导率达13000,频率到150kHz时磁导率基本不减小的高导锰锌铁氧体材料。其各方面的性能相当于浙江横店东磁股份有限公司的R15K材料。


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