MnZn 铁氧体的Ac磁性质对微观结构的依赖性
开发具有细微观结构的低损耗MnZN铁氧体
开发具有精细微观结构的低损耗MnZn铁氧体S．Otobe 等段曦东译摘要：我们研究了电源用MnZn铁氧体的磁心损耗与微观结构的关系。
结果我们发现当平均颗粒尺寸为15－17 微米时在100KHz和200mT下有最低的损耗。
然后我们研究了CaO－SiO2外第三种添加剂对他们在颗粒边界沉积行为的影响。
，我们发现Nb2O5，Ta2O5，ZrO2能降低损耗。
进一步，，通过优化烧结条件，我们能够得到具有特别低的损耗的电源用MnZn 铁氧体。
关键词：低损耗MnZn铁氧体，100KHz，微观结构控制，颗粒边界，添加剂。
1引言为了满足更加集成，更加省电的电子设备发展的需求，需要更加小，更加有效的开发关电源。
在一种开关电源中，变压器占据了很大一部分的体积和损耗。
因此降低变压器磁心用的MnZn铁氧体的损耗很重要。
因为MnZn铁氧体的电磁性质不仅依赖于其主要成分，而且依赖于它的微观结构，因此有许多努力来控制其颗粒尺寸和少量添加剂在颗粒边界区分布来改善其电磁性能（1）。
作为开发低损耗的材料的一个基本方法，有许多研究和分析用来阐明MnZn铁氧体中产生损耗的机理（2，3）。
磁心损耗可以分为三个部分：磁滞损耗P h，涡流损耗P e，剩余损耗P r。
这三个组员在总损耗中占据的比例依据测定条件如频率和磁通密度而很不相同。
在低频下Ph是主要的，为了降低P h，形成规整的微观结构（尽量少的晶格缺陷和气孔）以不要阻碍磁畴壁的运动是重要的。
在高频下，P e的比例上升，提高磁心电阻率是可以降低损耗。
广泛应用的抑制P e的方法是使用CaO－SiO2复合添加剂，以在颗粒边界处形成高阻层（4）。
对于Pr，最近的研究表明当频率大于500KHz时，占据总损耗的80％以上（2）。
为了减小Pr，复数磁导率的峰频率越高越好，而这可以通过细颗粒化而得到（2）。
如上所述，降低损耗的三个组员的手段是矛盾的，在一定的条件下，确定那一种组员是主要的是必要的。
在本研究中，我们求得了不同微观结构的试样的电磁性质。
锰锌铁氧体充磁
锰锌铁氧体充磁锰锌铁氧体是目前使用广泛的一种磁性材料，它具有良好的磁性能、稳定的化学性质和良好的加工性能，已经被应用于大量的电子电器领域。
在使用锰锌铁氧体之前，需要给它充磁，使其达到一定的磁化状态，以满足具体应用的需求。
本文将介绍锰锌铁氧体充磁的相关知识。
锰锌铁氧体磁性强，且磁化强度和磁化曲线良好，因此被广泛应用于电磁器件、通讯器材、照相器材、计算器和各种仪表等领域。
锰锌铁氧体磁性的大小与氧化物中锰氧化物和锌氧化物的比例有关，其中，锰氧化物的含量越高，相对磁导率越大，矫顽力以及配电要求就会更高，锌元素与锰元素共存会提高氧化物中的电磁损耗，因此锰锌铁氧体中的化学成分需要进行调整才能满足特定的应用需求。
锰锌铁氧体的充磁方式主要包括直流充磁和交流充磁两种。
直流充磁直流充磁是将强电流通过线圈，使锰锌铁氧体受到电磁力而发生磁化。
直流充磁的特点是磁场稳定可靠，适用于各种类型的锰锌铁氧体磁芯，而且能够自由地控制磁场强度和方向，因此直流充磁是锰锌铁氧体充磁中最常用的方法。
直流充磁的优点在于：1.操作简单，易于掌握。
2.磁场稳定可靠，适用于各种类型的锰锌铁氧体磁芯。
3.能够自由地控制磁场强度和方向。
4.可以用简单的工具直接测量磁场强度和方向。
1.工艺简单，效率高。
2.适用于大量生产的锰锌铁氧体产品。
3.可以通过调整频率和电流控制磁化效果。
4.能够通过热处理进一步提高锰锌铁氧体的性能。
在进行锰锌铁氧体充磁时，需要注意以下事项：1.充磁时间和充磁强度需要根据具体要求来确定，不同的锰锌铁氧体磁芯需要不同的充磁时间和充磁强度，一般来说，充磁时间越长，充磁强度越大，磁化效果就会越好。
2.需要采用合适的电源和控制设备进行充磁，保证充磁过程的稳定性和精度。
3.需要避免锰锌铁氧体受到强的震动和碰撞，以免影响磁性能。
4.需要注意锰锌铁氧体的温度变化，一般来说，热处理可以进一步提高锰锌铁氧体的性能，但过度的热处理也会损害其磁性能。
结论锰锌铁氧体是一种重要的磁性材料，它具有良好的磁性能、稳定的化学性质和良好的加工性能。
MnZn铁氧体磁导率频率稳定性和温度稳定性分析
MnZn铁氧体磁导率频率稳定性和温度稳定性分析 2003年05月30日02:52MnZn铁氧体磁导率频率稳定性和温度稳定性分析Analysis Stabilization of Permability Versus Frequency Temperature of MnZn Ferrite摘要：本文综合分析了MnZn铁氧体材料磁导率的频率稳定性及温度稳定性。
要获得有温度稳定性的软磁材料，通常采用过铁配方，当的含量控制在53.6mol ％时，可以获得很好的温度稳定性；且通过适当控制和的比例，可以得到多个补偿点，在较宽温度范围内得到平坦的~T曲线。
材料的起始磁导率截止频率是互相制约的，因此在磁导率没有特殊要求的情况下，可以通过适当降低磁导率来提高材料的应用频率。
若对材料磁导率要求比较高时，可以用缺铁配方以及降低烧结温度的途径来提高软磁铁氧体材料的使用频率。
关键词：MnZn铁氧体频率稳定性温度稳定性前言高精尖特别是高可靠工程技术的发展，要求软磁材料不但要高，低tanδ，更重要的是高稳定性，即磁导率的温度稳定性、频率稳定性要高，减落要小，随时间的老化要尽可能小，以保证长寿命工作于太空、海底、地下及其它恶劣环境。
在低温、潮湿、电磁场、机械负荷、电离辐射等影响因素较强的情况下，软磁材料性能的变化是其基本特性参数在物理化学过程中发生变化结果。
锰锌铁氧体是低频段应用极广的铁氧体，在500kHz频率以下较其他铁氧体具有更多的优点。
如磁滞损耗低，在相同高磁导率的情况下居里温度较Ni-Zn高，起始磁导率甚大，目前最高达4×，且价廉。
因此，对MnZn铁氧体进行稳定性研究具有良好的市场前景。
本文将分别对MnZn铁氧体磁导率的频率稳定性和温度稳定性进行具体分析。
1 MnZn铁氧体磁导率温度稳定性分析软磁材料的温度稳定性用温度系数α表示。
定义为：由于温度的改变而引起的被测量的相对变化与温度变化之比。
故磁导率的温度系数为：（1）式中，，分别是温度时材料的磁导率。
海南锰锌铁氧体
海南锰锌铁氧体
海南锰锌铁氧体是一种应用广泛的材料，具有很好的磁性和化学
稳定性。
接下来，本文将从以下几个方面介绍海南锰锌铁氧体的特性
和应用。
一、化学成分与制备方法
海南锰锌铁氧体的化学成分为MnFe2O4-ZnFe2O4（Mn与Zn的比例为1：1），可以通过化学共沉淀法、水热法、溶胶-凝胶法等多种方法制备。
二、物理特性
海南锰锌铁氧体具有很好的磁性和电学特性。
其磁饱和强度为68
emu/g，居里温度为345K。
在频率为1 kHz时，其介电常数为18.1，
介磁常数为0.088。
三、应用领域
由于其优良的特性，海南锰锌铁氧体具有广泛的应用领域。
以下是一
些典型的应用：
1. 磁性材料
海南锰锌铁氧体可用于制备磁芯、磁记录材料等。
2. 生物医学
海南锰锌铁氧体可以作为MRI（磁共振成像）对比剂，用于癌症、心血管等疾病的诊断。
3. 气体传感
利用铁氧体固有的磁性、导电性和半导体性，海南锰锌铁氧体可制备
气体传感器，广泛应用于环境监测、工业生产等领域。
四、发展趋势
随着人们对环保、节能等方面要求的提高，海南锰锌铁氧体的应用前
途非常广阔。
未来，可能会有更多的研究和应用领域得到开发和应用。
总之，海南锰锌铁氧体作为一种优良的材料，具有很好的磁性和
化学稳定性，在医疗、工业等领域都有广泛的应用。
未来，它的应用
前景还将持续扩展。
高密度高磁导率高饱和磁感应强度MnZn铁氧体的研究进展
・
３ ・ Ｏ
材料 导报
２０ ０ ７年 １ １月第 ２ 卷 第 １ 期 １ １
高密 度 高磁 导率 高 饱和 磁 感应 强度 Ｍｎ ｎ铁 氧体 的研 究进 展 Ｚ
谢 兵 余 忠 兰 中文 孙 ， ， ， 科 李 乐中 ， ，李可为
ＸＩ Ｂｉｇ ， Ｅ ｎ ＹＵ ｈ ｎ Ｚ ｏ ｇ ，ＬＡＮ ｈ ｎ ｗｅ Ｕ Ｎ Ｚ ｏ ｇ ｎ ，Ｓ Ｋｅ ，ＬＩＬｅ ｈ ｎ ｚ ｏ ｇ ，Ｌ ｗｅ。 ＩＫｅ ｉ
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MnZn低失真软磁铁氧体材料的研制的开题报告
MnZn低失真软磁铁氧体材料的研制的开题报告一、研究背景软磁铁氧体是一种特殊的氧化物陶瓷材料，具有良好的磁性能和高的电磁波阻抗匹配性，广泛应用于电力电子、通讯、雷达等领域。
然而，传统的NiZn系列软磁材料存在饱和磁导率低、磁滞损耗大、温度系数大等问题，使其在高频、高温、高功率等工况下性能表现不佳。
为此，MnZn系列软磁铁氧体材料成为了研究热点，其具有较高的饱和磁感应强度、较低的磁滞损耗、较好的磁饱和电感系数和较小的温度系数等优点。
二、研究思路本文将以经典的固相反应法为基础，结合化学共沉淀、水热合成等新型制备方法，以MnO、ZnO等金属氧化物为原料，探究MnZn基软磁铁氧体材料的制备方法和制备工艺，通过对不同配方比例的试样进行物性测试、磁性测试等手段，分析软磁性能和微观结构特征，最终寻求制备出具有优异低失真磁性能和稳定性的MnZn系列软磁材料的方法。
三、研究内容1.采用固相反应法、化学共沉淀法以及水热法等不同制备方法制备MnZn基软磁铁氧体材料，设计不同原料比例配方，并制备不同形状的试样（圆片、柱形等）。
2.采用XRD、SEM等工具对不同制备方法制备的试样进行结构表征，研究不同生长方式对晶体结构和微观形貌的影响。
3.对不同配方比例制备的试样进行磁性测试，分析试样的饱和磁感应强度、磁导率、铁磁共振频率、热稳定性等软磁性能指标，评估不同制备方法的优劣。
4.基于软磁性能和结构特征的分析评估，进一步改进制备方法，优化MnZn系列软磁铁氧体材料的性能。
四、研究意义研究具有优异低失真磁性能和稳定性的MnZn系列软磁铁氧体材料，对推动磁性材料的发展和应用具有重要意义。
该研究将为材料科学与工程学科领域、电子信息技术产业等行业的实际需求提供技术支持和科学依据。
锰锌铁氧体介绍
锰锌铁氧体介绍锰锌铁氧体是一种由Mn Zn Fe O元素构成的软磁材料。
它是一种重要的磁性材料，广泛被应用于电子、信息、通信等领域。
锰锌铁氧体具有高饱和磁感应强度、低磁滞损耗、磁谐振频率高、热稳定性好、稳定的电性能等特性，因此在电子元器件中具有广泛应用价值。
一、锰锌铁氧体的组成和制备锰锌铁氧体由四种元素组成，分别为锰(Mn)、锌(Zn)、铁(Fe)和氧(O)，化学式为MnZnFe2O4。
Mn、Zn、Fe三种金属离子以及氧离子形成的四方晶体结构，其晶体结构采用的是尖晶石结构。
锰锌铁氧体的制备方法有烧结法、化学共沉淀法、水热合成法等多种。
烧结法是最常用的制备方法之一。
在烧结法中，需要先将所需的金属氧化物粉末按照一定的比例混合均匀，然后在高温下进行烧结，得到锰锌铁氧体的制品。
二、锰锌铁氧体的物理和磁性能锰锌铁氧体的物理和磁性能与其晶体结构、物理尺寸和烧结条件等因素密切相关。
下面介绍一下锰锌铁氧体的一些基本物理和磁性能参数：1. 饱和磁化强度：锰锌铁氧体的饱和磁感应强度一般在0.5-1.2T之间，与其化学成分和制备工艺等因素有关。
2. 矫顽力和磁滞损耗：锰锌铁氧体的磁滞损耗一般较低，其矫顽力和磁滞损耗与其尺寸、磁场频率和温度等因素有关。
3. 磁导率和磁谐振频率：锰锌铁氧体的磁导率和磁谐振频率与其晶体结构、磁场频率和温度等因素有关，一般在几百 kHz至几 GHz之间。
4. 热稳定性：锰锌铁氧体具有较好的热稳定性，其磁性能在高温下变化较小，一般可在200°C左右使用。
5. 电学性能：锰锌铁氧体具有较好的电学性能，其电阻率高、介电常数低和压电常数小等特点，具有广泛的应用前景。
三、锰锌铁氧体的应用领域锰锌铁氧体具有较好的电磁性能，广泛应用于电子元器件、电动机、变压器、磁性记录材料、高频电感器、微波元件、天线等领域。
具体应用如下：1. 电子元器件：锰锌铁氧体可用于磁盘马达、电源滤波器、线圈等电子元器件中，其高频特性和高温特性表现良好。
锰锌铁氧体原材料
锰锌铁氧体原材料1 前言锰锌铁氧体原材料是一种磁性材料，也被称为LED磁性材料，用于制作LED磁传感器、带有磁性特性的高铁件和其他电子元件等。
它由由锰锌铁氧体（ FeMnZn）组成，这些原料具有高磁阻率、低损耗、低噪声和耐高温等特性。
本文旨在介绍锰锌铁氧体原材料的组成、制备和特点。
2 锰锌铁氧体原料组成锰锌铁氧体原料主要由三种重要原料组成：铁（Fe）、锰（Mn）和锌（Zn）。
它们的理化性质如表1所示：表1 锰锌铁氧体原料组成原料理化性质原料名称密度t/m3 比热容J/Kg·K 熔点℃相对磁导率10-4H/mFe 7.877 0.420 1538 722Mn 7.43 0.180 1519 890Zn 7.14 0.387 420 8003 原料制备锰锌铁氧体的制备主要经历三个步骤：破碎、粉碎和烧结。
（1）破碎：这是原料制备的第一步，目的是将原料切割成更小的颗粒，这一步可以使原料更容易处理。
（2）粉碎：粉碎是在制备原料的第二步。
这一步是将原料切碎成更细小的颗粒，以便更容易烧结。
（3）烧结：烧结是将原料粉末用高温烧制至合乎要求的形态和性能的过程。
在烧结过程中，烧结温度为1400~1600℃，可使原料粉末形成致密的锰锌铁氧体组装体。
4 特点锰锌铁氧体是一种高磁阻率的材料，它具有高介电常数（8-9）、低损耗、低噪声和耐高温等特性。
由于其具备的特性，锰锌铁氧体原料常用于制备低损耗和高磁性的电子元件，如LED磁传感器、高铁件和其他电子元件。
此外，锰锌铁氧体原料还可用在频率搜索技术中，因为它可以提高其磁性特性，使其可以对低频信号更有效地识别。
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MnZn 铁氧体的AC 磁性质对微观结构的依赖性
M．I．Rosales等
段曦东译
摘要：用感抗谱的方法研究了MnZn铁氧体的微观结构和磁性质的频率依赖性的关系。
在烧结过程中用了几种气氛，保温时间，和温度，以得到具有不同成分的试样的微观结构的变化。
结果表明起始磁导率强烈地依赖于烧结时的气氛，氧含量下降，它上升，而且驰豫频率fr 稍微下降。
另一方面保温时间大于3 个小时，导致磁导率稍微下降，而Fr上升。
对于不同成分的试样，不管烧烧结条件如何，锌含量下降磁导率下降。
对于各种成分磁导率最大值在相同的条件下得到，这时同时有最大的密度值。
关键词：AC 磁性质，感抗谱，微观结构，软磁铁氧体。
1．引言
电子陶瓷产业是一个高技术产业，有着快速的革新和技术改进。
有几个电子陶瓷领域已经成熟但是人在稳步成长，如磁性铁氧体，压电陶瓷，绝缘体和基片等等（1）。
软磁铁氧体作为磁性材料，应用在能源，脉冲和宽带变压器，电感器，记录磁头，记忆器件，电动机，温度度传感器和发射器等中。
这些应用需要特定的材料性质，这样又确了铁氧体材料的化学成分。
很显然，没有哪种成分能够满足所有的需要。
由于有低矫顽力，高磁导率，和高饱和磁化强度，MnZn铁氧体通常应用在几兆赫兹以下（2，3）。
制备在功率变压器中的有好的磁性质和低的损耗的锰锌铁氧体需要高纯的原材料（4）。
制备高磁导率MnZn铁氧体是一个高难的任务，不仅要控制好成分，而且要仔细控制均匀性等。
这里的均匀性指整个实验范围的成分和颗粒尺寸分布（4）。
当然微观结构是另外一个关键参数。
因为他们的重要性，从给出研究和应用研究两个方面都对磁性材料进行了研究。
在本文，我们研究了烧结条件对几种成分铁氧体的微观结构的影响，进而研究了这些结构对AC 磁性质的影响。
2．实验
使用了试剂级的相应氧化物（MnO99.6％，ZnO99.9％，Fe2O399.8％）来制备MnZn铁氧体。
从三元相图中的一根直线上选择了5 种不同的成分，他们从有高度磁导率到有高的饱和磁通密度（2）。
这些成分见于表1。
表1 试样成分
用1/8英寸的不锈钢球为研磨介质在磨碎机中，原材料得到混合和磨碎。
得到的粉末在马福炉中950℃焙烧 1 个小时。
焙烧后，材料再一次湿磨，用 1.5％的PV A造粒，在CarverCMG－30－15 压机上用2 吨每平方厘米所谓力压成环。
试样的烧结它条件包括不同的保温时间，温度和气氛，见表 2 。
这些热处理在Thernmolyne46100 炉中进行。
使用了SimensD5000衍射仪用X射线粉末衍射来确定焙烧材料的相组成。
在Malve Maste 2000中研磨后，用了激光衍射技术来确定焙烧粉末的颗粒尺寸分布组成。
用一定的体积中的重量来确定密度。
根据别的地方描述的方法（5）将烧结试样绕线放入马福炉中确定居里温度T c。
在HP4192 干抗分析仪上在10Hz－13MHz的频率范围测定了AC磁性质。
对于这些测定应用了5 mV 的电压，绕了10 匝线圈。
对烧结后的试样，观察了抛光面和断面的微观结构。
在颗粒上和颗粒边界进行了EDS 微观成分分析。
这些研究和分析是在CanbridgeLeicaStereoscan440 显微镜和OxfordPentafet分析仪上进行的。
表2 烧结条件
3 结果和讨论
对所有的配方的焙烧粉末都进行了相成分分析。
发现锌含量越高，存在的尖晶石铁氧体的比例越大。
然而，在所有的情况下，都存在赤铁矿。
这可能是低的焙烧温度（950℃）引起的。
在这个阶段的赤铁矿的存在不重要，因为在烧结阶段他们会完全转化为尖晶石相。
焙粉末的平均颗粒尺寸为2 微米。
试样的密度见于图1 。
从图1可以发现在所有的成分下，最高的烧结体密度都是在烧结条件3 得到的。
同时最低的密度都市在烧结条件1 得到的。
对于其它的烧结条件有中等
的密度。
同时观察到烧结体的密度随锌含量的增加而增加。
图1 密度和ZnO含量的关系
为了估计居里温度Tc，测定了电感（或者μ）随温度变化的行为。
结果显示磁导率在Tc 处显著降低。
电感的尖锐下降与试样的成分均匀性有关（6，7）。
可以看到，不管烧结条件如何，锌含量增加居里温度Tc明显下降。
从电感谱的分析得到了各种成分和烧结条件下的作为频率函数的实部和虚部（μ’,μ”）。
从实磁导率（μ’）曲线的平稳部分（10KHz－100KHz）可以得到起始磁导率。
从虚磁导率的最大值可以得到驰豫频率。
图2 实所有成分的烧结条件3下的作为频率函数的实磁导率和虚磁导率。
图2 磁导率的实部和虚部与频率的关系（烧结3 ）。
可以看到，当锌含量下降时，磁导率系统性地下降。
所有热处理条件下地试样有相似的为。
对于各种成分，试样在1300℃和低氧含量的气氛下（即烧结条件3 ）烧结的试样有
更高的磁导率。
图 3 是在所有热处理条件下的各种成分的试样的起始磁导率。
对于所有的试样，在所研究的成分范围内，不管烧结体条件，锌含量下降，磁导率系统性地下降这样，很清楚在烧结条件3下得到了最高的起始磁导率，在烧结条件1 下有最低的起始磁导率。
图3 起始磁导率和ZnO含量关系
必须注意到，烧结条件1，3只是气氛称分分的不同，分别为空气和2％O2－98％N2。
所以高磁导率时由低氧含量得到的。
磁虚磁导率的最大值定义的驰豫频率Fr ,含有16％的Zn的试样的变化不规则。
这种成分的。
从趋势来看这种成分的值比其它成分的值大。
然而，一般地在烧结条件3下有最低的驰豫频率值，同时有最高的起始磁导率。
这些结果见图4 。
确实，不管烧结条件如何，高锌含量有低的驰豫频率。
我们认为对于组分C的驰豫频率的解释含需要进一步研究。
从这些结果可以看到，居里温度和磁导率对成分的依赖性是相反的。
锌含量升高时，Tc下降而起始磁导率上升。
对所有烧结条件下的试样有同样的现象。
图4 驰豫频率与ZnO含量的关系
图5 是有11.2％的锌的成分E的微观结构。
a,b分别时在烧结条件1 ，3下的烧结试样的微观结构。
从这些微观结构的图示可以看持在高氧含量（烧结条件 1 ）下烧结的试样
比在低氧含量下（烧结条件3 ）烧结的试样有更高的晶粒内气孔。
这些观测结果和这两阻试样的密度测定值一致。
在空气中烧结的试样的颗粒尺寸的分布更宽。
氧含量降低，晶粒分布更细，分布更均匀。
图5 成分E的微观结构
烧结温度的改变确实影响气孔率。
在同样的保温时间和烧结气氛下，在1300℃烧结的（烧结条件4 ）试样的晶粒内气孔比在1350 ℃下烧结的试样的晶粒内气孔率高，这些行为与这些试样的密度测定值一致。
从这些结果，可以注意到烧结气氛比烧结温度对气孔率有更加负面的影响。
这个行为在所有的组分中都观察到了。
尽管用x 射线观测到了赤铁矿的存在，特别是在试样D，E中，但是在颗粒和颗粒边界的点微观分析没有显著的成分不均匀。
对试样的表面和端面的扫描分析表明了相对的均匀。
这些结果与磁导率（电感）在居里温度的显著降低一致。
对于所有的试样和成分，密度的观测值和磁导率的测定值与每个试样的观测结果相联系。
所以这里存在高磁导率和高密度的一致。
在烧结条件3 下有最优好的结果。
4 .结论
在高气氛下烧结的试样主要存在晶粒内气孔，而在低波阿文温度下烧结的试样的主要存在晶粒间气孔。
由于在空气中的烧结气氛引起的晶粒内气孔比由于低温烧结引起的晶粒间气孔对密度磁导率有更显著的效应。
即烧结气氛比烧结温度对研究成分的试样的磁性质的的影响更加大。
在所研究的成分范围内。
磁导率随Zn含量的上升，气氛中氧含量的下降而上升，即晶粒内气孔下降。
另一方面，Zn含量上升，驰豫频率下降。
降低值与磁导率的更高值相一致。
在烧结条件3 下的低的颗粒尺寸分布和的的气孔率与高的磁导率相联系。
参考文献：。