一、铁氧体磁性材料的定义
铁氧体磁性材料是指一种具有金属氧化物特性的铁磁性材料。从电特性角度来看,铁氧体的电阻率远高于金属和合金磁性材料,并且具备较高的介电性能。此外,铁氧体在高频下表现出较高的磁导率。因此,铁氧体已成为高频弱电领域中广泛应用的非金属磁性材料。然而,由于铁氧体储存的磁能较低,饱和磁化强度也较低(通常只有纯铁的1/3至1/5),因此在低频高功率场合的应用受到一定限制。
二、铁氧体磁性半导体的广泛应用
铁氧体属于半导体范畴,因此也被称为磁性半导体。磁铁矿(主要成分为Fe3O4)是一种最简单的铁氧体材料。早在20世纪初,国际上就已合成铁氧体,并在30年代,法国、日本、德国和荷兰等国陆续进行了系统研究。荷兰在1946年开始工业生产铁氧体软磁材料,而中国则在1956年前后开始了铁氧体的工业生产。至今,铁氧体已广泛应用于通信广播、计算技术、自动控制、雷达导航、宇宙航行、卫星通信、仪表测量、印刷显示、污染处理、生物医学、高速运输等领域。
三、铁氧体的成分构成
铁氧体是由铁元素和其他一种或多种金属元素组成的复合氧化物。尖晶石型铁氧体的化学式为MeFe2O4或MeO·Fe2O3,其中Me代表具有离子半径接近二价铁离子(Fe2+)的二价金属离子(如Mn2+、Zn2+、Cu2+、Ni2+、Mg2+、Co2+等),或者是平均化学价为二价的多种金属离子组合而成。 四、永磁铁氧体的特点 永磁铁氧体包括钡铁氧体(BaO·6Fe2O3)和锶铁氧体(SrO·6Fe2O3)。它们具有高电阻率,属于半导体类型,因此涡流损耗较小,具有较高的矫顽力,非常适用于大气隙的磁路中,特别适合用于小型发电机和电动机的永磁体。永磁铁氧体不含贵金属镍、钴等成分,原材料来源丰富,工艺简单,成本较低,可用作铝镍钴永磁体的替代品。然而,相较于金属磁体,永磁铁氧体的最大磁能积(B+H)m较低,因此在相同磁能的情况下,体积较大。此外,永磁铁氧体的温度稳定性较差,质地较脆且易碎,抗冲击和震动能力有限,不适用于测量仪表和对磁性器件有精密要求的场合。永磁铁氧体产品主要包括各向异性系列,可用于制造永磁点火电机、永磁电机、永磁选矿机、永磁吊头、磁推轴承、磁分离器、扬声器、微波器件、磁疗片、助听器等。
永磁铁氧体磁性测量设备仪器:MATS-2010H永磁测量装置。