根據磁性粉末的不同組合主要構成兩大類鐵氧體物質,錳鋅鐵氧體和鎳鋅鐵氧體。在這兩大類的下面又根據參雜的物質不同可以構成不同特性的鐵氧體磁芯,也就是說鐵氧體磁芯有很多不同的牌號。各種不同的鐵氧體磁芯牌號都有其自己的特殊用途。
鐵氧體材料是鐵鎂合金或鐵鎳合金,這種材料具有很高的導磁率,他可以使電感的線圈繞組之間在高頻高阻的情況下產生的電容最小。鐵氧體材料通常在高頻情況下應用,因為在低頻時他們主要呈電感特性,使得線上的損耗很小。在高頻情況下,他們主要呈電抗特性比并且隨頻率改變。實際應用中,鐵氧體材料是作為射頻電路的高頻衰減器使用的。實際上,鐵氧體較好的等效于電阻以及電感的并聯,低頻下電阻被電感短路,高頻下電感阻抗變得相當高,以至于電流全部通過電阻。鐵氧體是一個消耗裝置,高頻能量在上面轉化為熱能,這是由他的電阻特性決定的。
鐵氧體電感的工作機理與普通電感的工作機理有很大的區別。普通電感有幾大特性:一是電感中的電流要滯后電壓,二是電感對不同的交流信號會產生不同的感抗,三是電感的儲能作用。這些特性在鐵氧體電感中有的不再存在,有些雖然存在但工作機理卻不同。普通電感對交流信號的抑制作用是利用電感對交流信號產生的感抗。鐵氧體電感卻不同,在組成鐵氧體電感的材料中錳鋅鐵氧體在頻率較低時有較高的初始磁導率大約可以做到幾百到2000以上,但在頻率較高時它的磁損較大。而鎳鋅鐵氧體雖然初始磁導率較低,但它高頻時磁損較小,可以工作在較高的頻率上。人們利用錳鋅鐵氧體在頻率較高時磁損較大的特性,把它做成圓柱形并在其中心穿入一根導線,這樣就做成了鐵氧體電感。當交流信號通過用這種鐵氧體電感時,頻率較低時信號可以很輕松的通過。但頻率較高時由于鐵氧體的磁損較大,高頻信號在通過鐵氧體電感時被鐵氧體的磁損消耗掉,或者說被鐵氧體吸收掉,這就是鐵氧體電感抑制高頻信號的工作機理。順便說一聲,美國的隱形飛機實際上就是利用鐵氧體對微波的吸收作用來實現的。在飛機的表面覆蓋一層鐵氧體吸收材料,當雷達波到達飛機表面時,被吸收材料吸收不產生反射,雷達收不到回波自然也就不會發現飛機了。這就是隱形飛機的原理。當然實際情況遠不會這樣簡單
按電感形式分類:固定電感、可變電感。按導磁體性質分類:空芯線圈、鐵氧體線圈、鐵芯線圈、銅芯線圈。按工作性質分類:天線線圈、振蕩線圈、扼流線圈、陷波線圈、偏轉線圈。按繞線結構分類:單層線圈、多層線圈、蜂...
尖晶石型;平面六角晶系;石榴石型:體心立方型磁纖石型:六角晶系 (1)、高磁導率材料(µi = 2000--4104): 低頻、寬頻帶變壓器及小型脈沖變壓器(2)、...
軟磁鐵氧體用來生產軟磁芯的。MN-ZN 鐵氧體:變壓器,開關,照明燈等。NI-ZN鐵氧體;抗干擾(EMI),偏轉磁芯,等。軟磁芯的應用: 用在電視機,變壓器,手機,開關電源,照明,顯示器,濾波器,扼流...
鐵氧體電感的參數也和普通線繞電感有所不同。普通線繞電感是以電感量的大小來評估電感對交流信號的抑制作用。而鐵氧體電感是以高頻信號通過鐵氧體電感后被吸收多少來評定的。或者說某一指定的頻率信號在通過鐵氧體電感后,對該信號的抑制作用相當于在回路中串接了多大的等效電阻。因此對鐵氧體電感性能的評估不是電感量,而是在某一頻率下所呈現的阻值,它的單位是歐姆。不同牌號的鐵氧體電感在同一頻率下有不同的阻值,同一牌號的鐵氧體在不同的頻率下也存在不同的阻值。這些在廠家的技術手冊中都可以查到。在實際應用中我們也是根據電路中的工作頻率范圍,和我們對所要抑制的頻率信號大小來選擇鐵氧體電感。
鐵氧體電感主要用于射頻及微波電路中的供電系統的退藕、高速數字電路供電系統的退藕、以及防止通過電源形成級間的不良耦合。這點在小信號多級放大電路中尤其明顯。在小信號多級放大電路中當后級電路的信號達到一定的強度,且級間的相移足以使前級與后級的相位差達到正反饋,此時如果饋電系統不能有效的抑制信號通過供電系統的串擾,則電路極易產生自激,使電路無法正常工作。如果使用普通線繞電感串接在電源回路中再配以退耦電容進行電源退藕的話,容易產生的問題是線繞電感本身就有自諧振頻率,如果使用不當,就會產生新的干擾源,而且這種干擾源有時是潛性的,只有在特定條件下才會出現。這樣對于解決這類干擾就會顯得十分困難。若采用小阻值電阻作為退藕用的話,最主要的問題是電阻在全頻帶范圍內呈現為一個恒定的值。10歐姆左右的電阻對抑制不良耦合不會有太明顯的效果。阻值大了抑制效果好,但電阻上的電壓降也大,功耗也要增大,這對電池供電的便攜式設備極為不利。即使是交流供電大型設備也會存在產生新的熱源和解決散熱問題。
鐵氧體電感在解決這類問題時無疑是最佳選擇。首先,鐵氧體電感的直流電阻僅僅是一段導線的阻值,它所呈現的交流阻抗特性卻是直流電阻的幾十倍到幾百倍。雖然鐵氧體電感隨頻率變化的阻抗特性也有它的極限點,但是它不會有自諧振頻率。因此在退耦電路中使用是十分有效的。
鐵氧體電感的另一個應用是對高速信號傳輸中的尖峰和振鈴的抑制。這種應用常見于計算機中的顯示器連接線、鍵盤和鼠標連接線中。在計算機的顯示器、鍵盤、鼠標的連接線上的末端會有一個比連接線粗的圓柱體,這個圓柱體就是鐵氧體磁柱。在這種用途中使用的鐵氧體可以有各種不同的形狀,例如在扁平電纜上使用的抑制振鈴的鐵氧體是一種扁平裝的,只需將扁平電纜從扁平裝的鐵氧體磁芯中間穿過即可。需要說明的是,對于抑制不同傳輸速率所產生的振鈴需要用不同牌號的鐵氧體磁芯。具體使用什么牌號的鐵氧體磁芯,可根據所傳輸的信號速率和鐵氧體磁芯所體現的等效電阻來決定。2100433B
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以鐵砂為原料制備一種尖晶石型鐵氧體電波吸收材料,在7-12GHz范圍,發現有兩個吸收峰,吸收量在9-13db;將鐵氧體吸收體和鐵砂吸收體組成復合電波吸收材料,亦有兩個吸收峰,一峰向低頻區偏移,吸收量增至14.5db;以復合吸收體為基礎材料,在其中添加六角鐵氧體和稀土元素,可改變吸收峰位置,提高吸收量,最大可達27db。
(稀士)正鐵氧體晶體結構和分子式與天然鈣鈦石CaTiO3相類似的鐵氧體。分子式為RFeO3,式中R為釔等稀土元素,實際應是稀土正鐵氧體。已研制過的有釔、釓、釤、鋱、釹、镥、鈥、鉺、鐿、銩、鏑以及釓釤鉺釤(混合型)等稀土正鐵氧體。R不為稀士元素的其他形式的正鐵氧體,不具鐵磁性或亞鐵磁性,不在通常的磁性材料之列。屬正交晶系,其中O2-占據面心位置,Fe3 占據體心位置,R3 占據頂點位置。具有單軸各向異性,可用作磁泡材料,但磁性較弱,產生的泡徑較大,遷移率較低,是早期用于磁泡技術的材料,現已被稀土石榴石材料所替代。
軟磁鐵氧體的一種。屬尖晶石型結構。由鐵、錳、鋅的氧化物及其鹽類,采用陶瓷工藝制成。它具有高的起始導磁率。一般在1千赫至10兆赫的頻率范圍內使用。可制作電感器、變壓器、濾波器的磁芯、磁頭及天線棒。通常被稱為鐵氧體磁芯。
Mn-Zn ferrite
對于Mn-Zn鐵氧體材料,降低損耗值是幾代人不懈追求的課題。模擬通信年代,為保證載波通信設備的穩定性,日本NEC/TOKIN公司最早用共沉淀法開發了優鐵氧體2001F和超優鐵氧體1000SF材料,其特點是μQ乘積高(1000SF達1.25×10),比溫度系數αF及比減落系數DF小,特別是磁滯常數ηB大大減小,因而通信系統總諧波失真THD值小。2100433B
根據鐵氧體結晶構造和形態,制備工藝大致分為:多晶鐵氧體生產工藝;鐵氧體化學工藝;單晶鐵氧體制造工藝及其他特種工藝,如鐵氧體多晶薄膜和非晶鐵氧體等。
類似陶瓷工業中常用的燒結過程,包括如下步驟:經固相反應形成鐵氧體的金屬氧化物或碳酸鹽或其他化合物,在混合均勻之后,經球磨、干燥,壓成特定的形狀。在大約1000°C的溫度下進行預燒后,再一次充分研磨和混合。加入適量的粘合劑,壓成所要求的形狀或者作為塑性物質擠壓成管狀、棒狀或條狀。然后在1200~1400°C溫度下燒結,準確的溫度取決于所需的鐵氧體特性。在最后的燒結過程中,爐膛中的環境條件起有重要的作用。
亦稱濕法工藝,有時還稱為化學共沉淀法。專門制備較高性能鐵氧體的工藝方法,又可分成中和法和氧化法。其過程是:先將制備鐵氧體時所需的金屬元素,配制成一定濃度的離子溶液,然后根據配方取適量溶液進行混合,通過中和或氧化等化學反應生成鐵氧體粉末,其后工藝過程與前面介紹的相同。
與非金屬單晶生長大致相同。Mn-Zn和Ni-Zn系鐵氧體單晶生長一般是采用布里茲曼法,即把多晶鐵氧體放入鉑坩堝里熔融后,在適當的溫度梯度電爐中使坩堝下降,從坩堝底部慢慢固化生成單晶。為了使熔融狀態下形成的氧分壓達到平衡,晶體生長時在爐膛內需要加幾個乃至100個MPa的氧分壓。
如垂直磁化的鋇鐵氧體薄膜,采用新型的對向靶濺射裝置進行濺射。制備石榴石單晶薄膜,多采用在單晶基板上進行氣相或液相外延法,其具體工藝過程同半導體單晶薄膜的外延方法極為相近。
當前是采用超急冷方法和濺射法,所謂超急冷法即把鐵氧體原料和適量的類金屬元素混合后,在高溫熔融狀態下,驟然施行大溫度梯度的超急冷卻的方法。這方面的研究工作剛剛開始,制品的性能還不甚理想。