氧化鐵資料講解

氧化鐵《鐵氧體生產(chǎn)工藝技術(shù)》配料（一次）（A）混合預(yù)燒（初步固相反應(yīng)）→備料（B）成型→燒結(jié)→加工→檢測包裝（A）包括氧化物法、鹽類分解法、化學(xué)共沉淀法、噴霧熱分解法、溶液—凝膠法等。（B）包括干壓法、磁場成型法、注漿法、熱壓法等。但是，不管制備方法怎么變化，除粘結(jié)鐵氧體外，所有的鐵氧體的制備都必須經(jīng)過燒結(jié)，固相反應(yīng)。即產(chǎn)品在燒結(jié)前基本是各種金屬氧化物的機(jī)械混合物，燒結(jié)后生成新的復(fù)合氧化物，即鐵氧體。一般產(chǎn)品的燒結(jié)溫度比各原料的熔點(diǎn)低，約為鐵氧體熔點(diǎn)的80～90%，即：T燒結(jié)=（0.8—0.9）T熔點(diǎn)（0C）《鐵氧體生產(chǎn)工藝技術(shù)》一、

概念固相反應(yīng)：是固體粉末間（多相成分）在低于熔化溫度下的化學(xué)反應(yīng)，它是由參與反應(yīng)的離子或分子經(jīng)過熱擴(kuò)散而生成新的固熔體。固相反應(yīng)是燒結(jié)中的一種形式，基本上是在預(yù)燒過程中進(jìn)行的。直到今天，鐵氧體的制造均是兩次燒結(jié)，一次是化工原料配方后進(jìn)行一次預(yù)燒，初步固相反應(yīng)，二次是在成型后進(jìn)行燒結(jié)，使之充分鐵氧體化。二、固相反應(yīng)的過程固相反應(yīng)與溫度密切相關(guān)。

《鐵氧體生產(chǎn)工藝技術(shù)》鐵氧體產(chǎn)品在高溫下發(fā)生固相反應(yīng)《鐵氧體生產(chǎn)工藝技術(shù)》下面以ZnFe2O4的生成為例進(jìn)行說明：1、表面接觸期（T＜3000C）：無離子擴(kuò)散，晶格結(jié)構(gòu)無變化。2、形成表面孿晶期（300—4000C）：顆粒表面質(zhì)點(diǎn)相互作用形成表面分子膜（假分子或?qū)\晶），隨著溫度升高，孿晶數(shù)增加。3、孿晶發(fā)展與鞏固期（400—5000C）：假分子結(jié)合強(qiáng)度進(jìn)一步加強(qiáng)，少數(shù)金屬離子發(fā)生擴(kuò)散至表面，表面離子接觸構(gòu)成新的表面分子，但該階段尚無明顯的新相生成。4、全面擴(kuò)散期（500—6000C）：表面與內(nèi)部的Zn2+，F(xiàn)e3+充分?jǐn)U散形成固熔體，產(chǎn)生晶格畸變，但尚在固熔度范圍內(nèi)，無新相（ZnFe2O4）出現(xiàn)。

《鐵氧體生產(chǎn)工藝技術(shù)》5、反應(yīng)結(jié)晶產(chǎn)物形成期（600—7500C）：新相出現(xiàn)，形成晶粒，密度提高。（開始析出鋅鐵氧體晶粒）6、形成化合物的晶格校正期（＞7500C）：修正結(jié)構(gòu)缺陷，晶粒長大，密度大大上升（擴(kuò)散加速進(jìn)行，晶格缺陷消失成為正常尖晶石結(jié)構(gòu)）。一般固相反應(yīng)完成后，約有90—95%的原始粉料已生成新相，新相出現(xiàn)的溫度與反應(yīng)達(dá)完成的溫度有可能相差甚遠(yuǎn)，如：NiO+Fe2O3600～8000C

NiFe2O41100～12000C達(dá)反應(yīng)完成三、固相反應(yīng)的簡化模型分析

《鐵氧體生產(chǎn)工藝技術(shù)》以MgO+Al2O3=MgAl2O4生成反應(yīng)為例：1、假設(shè)（1）氧離子未參與擴(kuò)散過程

（2）Mg2+，Al3+以3：2的比例進(jìn)行相反方向的擴(kuò)散進(jìn)入氧離子晶格間隙，形成MgAl2O4，如果在原接觸界面做一標(biāo)志，則在界面兩邊按1：3的比例形成MgAl2O4相，這種離子擴(kuò)散機(jī)制稱為Wagner機(jī)制?！惰F氧體生產(chǎn)工藝技術(shù)》

（3）反應(yīng)產(chǎn)物無限薄欲使化學(xué)反應(yīng)完成，燒結(jié)時間縮短，需考慮以下因素：（1）粉料愈細(xì)反應(yīng)速度愈快。通常用機(jī)械球磨粒度約1—5μm，化學(xué)共沉淀法制得的粉料粒度有可能更細(xì)。（2）粉末間接觸面積越大越好。為此，增大成型壓力（提高坯件密度）或采用二次球磨工藝（混合球磨→預(yù)燒→再球磨）時，將進(jìn)行預(yù)燒后的粉料先預(yù)壓成塊狀或造粒。（3）降低激活能，增進(jìn)原料的活性

采用高純原料往往需要提高燒結(jié)溫度。

《鐵氧體生產(chǎn)工藝技術(shù)》（4）升高溫度較之延長反應(yīng)時間更有效。（5）少量熔點(diǎn)較低的物質(zhì)加入反應(yīng)物中，可起類似于助熔劑的作用，促使其它原料的固相反應(yīng)加速進(jìn)行。例如將Bi2O3（T熔點(diǎn)=8250C）加入鋰鐵氧體，可使燒結(jié)溫度降低，有效地抑制Li2O的揮發(fā)，達(dá)到高密度。添加劑的種類及作用：依據(jù)所起作用的不同，加入鐵氧體中的添加劑可分為以下四種：礦化作用、助熔作用、阻晶作用、改善電磁性能的作用。《鐵氧體生產(chǎn)工藝技術(shù)》1、礦化作用特點(diǎn)：增加反應(yīng)速度，助長和控制晶粒生長，本身成分和重量一般在反應(yīng)前后基本不變。常用V2O5、WO3等含有小半徑、大電荷數(shù)金屬離子的氧化物。2、助熔作用（也起礦化作用）特點(diǎn)：本身與金屬氧化物形成低熔點(diǎn)化合物，高溫下成為粘性流體，使固相反應(yīng)在有液相存在的情況下進(jìn)行，從而加速反應(yīng)，降低燒結(jié)溫度，提高密度。常用CuO、P2O5、Bi2O3、V2O5、PbO等。《鐵氧體生產(chǎn)工藝技術(shù)》3、阻晶作用特點(diǎn)：在固相化學(xué)反應(yīng)和晶體生長過程中，抑制晶粒生長及并吞，促使晶粒細(xì)化、均勻。

4、改善電磁性能特點(diǎn)：這類添加劑的目的不是促進(jìn)固相反應(yīng)、燒結(jié)、細(xì)化晶粒等方向改善顯微結(jié)構(gòu)來提高性能的，而是從基相的電磁特性或其它方面（如晶界）來提高性能的。例：摻硅Fe3O4磁粉的制備

《鐵氧體生產(chǎn)工藝技術(shù)》課后小結(jié)：一、

固相反應(yīng)的概念（機(jī)理）；二、

固相反應(yīng)的過程（六個周期）；欲使固相反應(yīng)充分，燒結(jié)時