鐵氧體
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    鐵氧體是一種非金屬磁性材料,又叫鐵淦氧。它是由三氧化二鐵和一種或幾種其他金屬氧化物(例如:氧化鎳、氧化鋅、氧化錳、氧化鎂、氧化鋇、氧化鍶等)配制燒結(jié)而成。它的相對磁導率可高達幾千,電阻率是金屬的1011倍,渦流損耗小,適合于制作高頻電磁器件。鐵氧體有硬磁、軟磁、矩磁、旋磁和壓磁五類。

    舊稱鐵淦氧磁物或鐵淦氧,其生產(chǎn)過程和外觀類似陶瓷,因而也稱為磁性瓷。鐵氧體是鐵和其他一種或多種適當?shù)慕饘僭氐膹秃涎趸?。性質(zhì)屬于半導體,通常作為磁性介質(zhì)應(yīng)用,鐵氧體磁性材料與金屬或合金磁性材料之間最重要的區(qū)別在于導電性。通常前者的電阻率為102~108Ω·cm,而后者只有10-6~10-4Ω·cm。

    許多鐵氧體具有AB2O4的尖晶石晶體結(jié)構(gòu)。A和B代表各種金屬陽離子。一般都包含鐵。以ZnFe2O4分子式的磁性材料為例;Fe 3+占據(jù)八面體以及四面體的一半。其余的四面體被Zn2+占據(jù)。在鐵氧體的一個分子中,A-A離子是鐵磁偶合;而A-B離子是反鐵磁偶合,鐵磁和反鐵磁偶合的磁矩相互抵消,剩余的就是這個分子的磁矩。所以,鐵氧體的磁性稱為亞鐵磁性。它與鐵磁體的磁性不同;鐵磁體內(nèi)每個原子都有剩余自旋,它們在交換作用下相互平行,沒有相互抵消;故鐵磁體的自發(fā)磁化強度一般都比亞鐵磁體的高。

    分類

    鐵氧體磁鐵 按照磁學性質(zhì)和應(yīng)用情況的不同,鐵氧體可分為:軟磁、永磁、旋磁、矩磁、壓磁等五種類型。

    軟磁鐵氧體

    一種比較成熟的材料品種,產(chǎn)量大,應(yīng)用范圍廣,是其他鐵氧體材料無法比擬的。同金屬軟磁材料相比,軟磁鐵氧體具有較高的電阻率。因此,在高頻范圍使用時,渦流損耗小。從而使軟磁鐵氧體材料在高頻弱電技術(shù)中,占有得天獨厚的地位。主要用于收音機、電視機、錄像機、通信機、電子計算機、微波器件、磁致伸縮諧振子、磁泡存貯器、感溫敏感元件、海洋環(huán)境監(jiān)測、磁生物醫(yī)學等領(lǐng)域。主要品種有Mn-Zn系、Ni-Zn系、Mn-Mg系、Cu-Zn系、Li-Zn系、Ni-Cu-Zn系、CO2Z系、YIG系等。

    永磁鐵氧體

    一種具有單軸各向異性的六角結(jié)構(gòu)的化合物。主要是鋇、鍶、鉛三種鐵氧體及其復合的固溶體。有同性磁和異性磁之分。由于這類鐵氧體材料在外界磁化場消失以后,仍能長久地保留著較強的恒定剩磁性質(zhì),可以用于對外部空間產(chǎn)生恒穩(wěn)的磁場。其應(yīng)用很廣泛,例如:在各類電表中、發(fā)電機、電話機、揚聲器、電視機和微波器件中作為恒磁體使用。

    旋磁鐵氧體

    鐵磁介質(zhì)中的磁化矢量永遠不是完全靜止的,它不斷地繞磁場方向運動。這一運動狀態(tài)在超高頻電磁場的作用下就產(chǎn)生所謂旋轉(zhuǎn)性的現(xiàn)象。具有這種旋磁性的鐵氧體稱為旋磁鐵氧體。由于鐵氧體的旋磁性多用于微波器件,因此旋磁鐵氧體又稱微波鐵氧體。

    目前(2011年)在微波技術(shù)中應(yīng)用的鐵氧體材料主要可分為尖晶石型、石榴石型和磁鉛石型(六角晶系)三種類型。由于它們的各自磁性和微波電磁性能各有其特點,在微波技術(shù)中的應(yīng)用也各有不同。

    矩磁鐵氧體

    一種磁滯回線具有近似矩形的鐵氧體。其飽和磁感應(yīng)強度和剩余磁感強度的大小相近。這種鐵氧體材料在計算機技術(shù)、自動控制系統(tǒng)、電視及無線電通信、微波技術(shù)與雷達等領(lǐng)域都有重要用途,例如:作為二進制電子計算機的“1”和“0”兩種狀態(tài)的記憶元件,各種開關(guān)和控制系統(tǒng)的“開”和“關(guān)”兩種狀態(tài)的開關(guān)元件,以及邏輯系統(tǒng)的“是”和“否”兩種狀態(tài)的邏輯元件來使用。

    但是最主要的還是用于計算機的存貯器。矩磁鐵氧體按其化學成分大致可分為三大類:即以錳鐵氧體為基的Mg-Mn、Mn-Cu、Mn-Cd鐵氧體等;以鎳鐵氧體為基的Ni-Zn、Ni-Mn鐵氧體等;以鋰鐵氧體為基的Li-Ni、Li-Mn鐵氧體等。若按使用溫度又可分為常溫、中溫和寬溫鐵氧體。按其驅(qū)動磁芯的電流大小,又可分為大電流、中電流和小電流鐵氧體等。

    壓磁鐵氧體

    又名磁致伸縮鐵氧體。具有較高的磁致伸縮系數(shù)。這種材料在外加磁場中發(fā)生幾何長度的改變,可以把電振蕩轉(zhuǎn)變成機械振動,或者相反將超聲波振動變成電振蕩。選用適當?shù)膲捍盆F氧體材料可以產(chǎn)生可供利用的超聲波。具有較好磁致伸縮性能的壓磁鐵氧體是Ni-Co系鐵氧體。