镍铜锌铁氧体
原材料杂质对镍锌软磁铁氧体绝缘电阻率的影响
部分镍锌产 品的绝缘 电阻率低于正常 产 品的 现象 ， 别在 湿度 较大 的梅 雨 特
季节 ， 品绝缘 电阻率小于 １ Ｑ・ 产 Ｍ ｍ， 对 制程造 成 较大 困扰 。 文通 过原材 本
圜
Ａ ｖ ｎｅ ａ ｆ ｌＩ ｕｌ ｄ ａｃ ｄ ｔ ａ ｄ ｓ Ｍ ｅ ｓｎ ￣ ｌ
Ｎｉ ＣｕＯ 主 要 原 材 料 中， 过 生 Ｏ、 等 通 产 制 程 的 累 加 效 果 ，在 镍 锌 磁 心 中 Ｓ 的质 量分 数 为 ０ ０ ７ ， 在镍 锌 磁 ．３ ％ Ｎａ 心 中的 质 量 分 数 为 ０ ０ ４ 在 产 品 ．８ ％， 烧结 过程 中 ， 过 氧化 反 应 ， 成 了 通 形 ＮａＳ Ｏ 物质 ， 与之 前分析 的结晶物 为
缘 电阻率低 的原 因。
由于 部分镍锌产 品绝缘 电阻率 比 正常生产的产 品低 ， 且主要发生在湿度 较 大的 天气 ， 因此 笔者 怀疑 镍锌 产 品
氧体 材料 中， 镍锌 铁 氧体具 有 电阻率
高、 化学 稳 定性 好和 高频 损耗 小等优 点 ， 中高频 段 应用 最为 广泛 的软磁 是
材 料 ， 相对 磁 导 率 在 １０ 以下 变 Ｊ 其 ５０
化， 使用 频率 范 围为 １～１ ０ ＨＺ 且 ０Ｍ ， 电 阻率高 （ 一般 大于 １０ Ｑ ・ ， ０Ｍ ｍ） 适
合 于各种 电感器 、 中周 变压 器 、 波线 滤
氧化 二 铁 （ｅ ， 量分 数 为 １￣ Ｆ２ ） Ｏ 质 ０ｏ ／ 的 氧化 亚镍 （ ｉ ）质量 分数 为 ５ 的氧 ＮＯ ， ％
ＮａＳ ４７ Ｏ ２Ｏ ・Ｈ２ 和ＮａＳ ４１ Ｈ２ ２Ｏ －０ ０的水合
季 节温度 达 ２ ０℃ 以 上 ） ＮａＳ０ 则 ， 会 逐 渐 析 出 到 镍 锌 磁 心 表 面 ， 湿 当 度 大 的天 气 持 续 时 间 较 长 时 ， 会 就 在镍 锌磁 心 表面 形 成一 层ＮａＳ 溶 ： Ｏ４ 液 的 薄膜 层 ， 因Ｎａｓ 溶液 导 电性 ０ 强 ， 而导 致 镍 锌 产 品 表 面 电 阻率 从
镍锌(Ni-zn) 软磁材料的认识
镍锌(Ni-zn) 软磁材料的认识铁氧体材料又称氧化物磁性材料，它是由铁和其它金属组成的复合氧化物，其磁性属亚铁磁性，是由被氧离子所隔开的磁性金属离子间产生超交换相互作用，从而使处于不同晶格位置上的磁性金属离子磁矩反向排列，若两者的磁矩不相等，则表现出强磁性。
软磁铁氧体材料是各种铁氧体材料中产量最多，用途最广泛的一种。
这类材料的主要特点是起始磁导率高和矫顽力低，主要的晶格结构为尖晶石结构。
若按化学成分分类，软磁铁氧体材料主要有 MnZn 系、 NiZn 系、 MgZn 系三大类；若按应用特性参数分类，可分为高磁导率、功率铁氧体材料、高频铁氧体材料、高电阻率材料、甚高频软磁铁氧体材料（六角晶系高频铁氧体）、高频大功率铁氧体材料等Ni－Zn系软磁铁氧体材料应用Ni－Zn系软磁铁氧体材料是应用广泛的高频软磁材料。
当应用频率在1MHz以下时其性能不如Mn －Zn系铁氧体，而在1MHz以上时，由于它具有高电阻率，其性能大大优于Mn－Zn铁氧体，非常适宜在高频中使用。
用镍锌软磁铁氧体材料做成的铁氧体宽频带器件，使用频率可以做到很宽，其下限频率可做到几千赫兹，上限频率可达几千兆赫兹，大大扩展了软磁材料的频率使用范围，主要功能是在宽频带范围内实现射频信号的能量传输和阻抗变换。
由于它们具有频带宽、体积小、重量轻等特点而被广泛应用在雷达、电视、通讯、仪器仪表、自动控制、电子对抗等领域。
工业化生产镍锌铁氧体其射频宽带Ni－Zn（磁芯）的工作频率可达0.1MHz～1.5GHz，品种规格上千种。
少数厂家在开发低噪声滤波器和铁氧体吸收与抑制元件。
随着信息网络技术的飞速发展，在有线电视系统和闭路电视系统的基础上迅速发展起来的光纤同轴电缆混合（HFC）网络系统，作为综合信息宽带网络，具有显著的优势。
HFC网络系统的改造和建设，需要各种射频宽带铁氧体器件，而射频宽带铁氧体材料（磁芯）系列是制造上述铁氧体器件的关键磁性材料。
HFC的发展，大大刺激了对射频宽带铁氧体材料及器件的需求。
铁氧体材质成份
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铁氧体成分
.— 种铁氧体材
料 ,其 特钲在于:它 是
锌以卫氧化搡为圭成分 的铁氧体材料 ,主
犁氧化钱、氧化铜、氧化 成分 中氧化铁舍量按
Fe,o3换 算在 |j=o~姆 。 0摩 尔阿的范围、
换箅在 4,o~Ⅱ 。 尔 %的 0摩
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范围、氧化锌的含量 zⅡ 按 o换 算在 30,Π ~拈 。 0縻 尔 %的 范围、 以及剩部分为氧化 ,并 镍 且相对于上 述圭成分,作 为辅助戚 分昔有氧化锚按 C。 o换 算在 o。 o。 5~0,03 重量跖的范围、 化铋 氧 按 u2o3换 算在 o,ェ ~0:5重 量蚜的范围、 氧化硅按 盥 o2换 算在 o,I~0.6重 盘 %的 范围、氧化镁按 Mgo 换算在 o,o5~1+0重 童阿 的范围。
铁氧体 磁化曲线
铁氧体磁化曲线铁氧体是由铁氧矿晶体组成的一类陶瓷材料，具有良好的磁性能。
其中最常用的是氧化铁镍锌铁氧体（Ni-Zn ferrite）和氧化铁铜锌铁氧体（Cu-Zn ferrite），它们用于制造变压器、电感器、磁芯等电子元件。
铁氧体的磁性能是其重要的物理性质之一。
其磁化曲线是指一定外加磁场下，铁氧体样品的磁化强度与磁场强度之间的关系，通过磁化曲线可以了解样品的磁化特性。
磁化曲线的特点铁氧体的磁化曲线通常是典型的半椭圆形，如下图所示：磁化曲线的横坐标为外加磁场强度，单位是Oe或A/m，纵坐标为样品的磁感应强度，单位是G或T。
磁化曲线的典型特点是在低磁场下，样品的磁感应强度迅速增加，到一定磁场强度后趋于饱和。
在磁场降至零时，样品的磁感应强度并不为零，而是存在一定的剩磁，这是由于样品中磁矩的自发磁化导致的。
在磁场方向与样品中心垂直时，磁化曲线的最大输出磁感应强度称为饱和磁感应强度，BSAT，它是铁氧体磁性能的重要参数之一。
饱和磁感应强度越高，说明铁氧体的磁性能越强。
影响磁化曲线的主要因素铁氧体磁化曲线的形态和特性与样品的制备、化学成分、晶体结构、温度等因素都有关系。
以下是影响铁氧体磁化曲线的几个主要因素：1.铁氧体的烧结温度和过烧时间。
烧结温度和过烧时间是影响铁氧体晶体尺寸和界面结构的重要因素，进而影响铁氧体的磁性能。
过高或过低的烧结温度和过烧时间都会使铁氧体的磁性能降低。
2.铁氧体的化学成分。
不同化学成分的铁氧体具有不同的磁性能。
分别含有氧化铁、氧化镍和氧化锌的Ni-Zn ferrite及Cu-Zn ferrite材料具有不同的饱和磁感应强度。
3.晶体结构。
晶体结构是决定铁氧体磁性能的关键因素。
Ni-Zn ferrite属于尖晶石结构，Cu-Zn ferrite属于非晶质或部分结晶状态。
晶体结构不同，其磁性能也不同。
4.外加磁场的方向和大小。
铁氧体的磁性能与磁场的方向和大小有关。
在磁场方向与样品中心垂直时，铁氧体的饱和磁感应强度会比在平行方向下高一些。
铁氧体材料的特性
铁氧体材料的特性MnZn系铁氧体具有高的起始磁导率，较高的饱和磁感应强度，在无线电中频或低频范围有低的损耗，它是1兆赫兹以下频段范围磁性能最优良的铁氧体材料。
常用的MnZn系铁氧体起始磁导率μi=400-20000，饱和磁感应强度Bs=400-530mT。
NiZn系铁氧体使用频率100kHz~100MHz，最高可使用到300MHz。
这类材料磁导率较低，电阻率很高，一般为105~107Ωcm。
因此，高频涡流损耗小，是1MHz以上高频段磁性能最优良材料。
常用NiZn系材料的磁导率μi=5-1500，饱和磁感应强度Bs=250-400mT。
MgZn系铁氧体材料的电阻率较高，主要应用于制作显像管或显示管的偏转线圈磁芯。
5.1.1.2磁粉芯材料的特性磁粉芯是由颗粒直径很小(0.5~5mm)的铁磁性粉粒与绝缘介质混合压制而成的磁芯，一般为环形，也有压制成E形的。
磁粉芯的电磁特性取决于金属粉粒材料的导磁率、粉粒的大小与形状、填充系数、绝缘介质的含量、成型压力、热处理工艺等。
磁粉芯主要用于电感铁芯，由于金属软磁粉末被绝缘材料包围，形成分散气隙，大大降低了金属软磁材料的高频涡流损耗，使磁粉芯具有抗饱和特性与宽频响应特性，特别适用于制作谐振电感、功率因数校正电感、输出滤波电感、EMI滤波器电感等。
常用磁粉芯主要有铁粉芯、铁硅铝粉芯、高磁通量(HighFlux)粉芯、坡莫合金粉芯(MPP)。
铁粉芯由碳基铁磁粉及树脂碳基铁磁粉构成，由于价格低廉，铁粉芯至今仍然是用量最大的磁粉芯，磁导率为10~100。
铁硅铝粉芯的典型成分为:9%Al、55Si、85%Fe。
由于在纯铁中加入了硅和铝，使材料的磁滞伸缩系数接近零，降低了材料将电磁能转化为机械能的能力，同时也降低了材料的损耗，使铁硅铝粉芯的损耗比铁粉芯的损耗低。
铁硅铝粉芯的饱和磁感应强度在1.05T左右，磁导率有26、60、75、90、125等5种，比铁粉芯具有更强的抗直流偏磁能力。
铁氧体磁珠简介
2.应用的回路不同
电感是储能元件，多用于电源滤波回路，侧重于抑止传导性干扰，用在LC振荡电路， 中低频的滤波电路等，应用频率范围很少超过50MHz。
磁珠的定义及作用
• 铁氧体磁珠也是滤波常用的器件。用于电磁噪声抑制 的铁氧体是一种磁性材料，由铁、镍、锌氧化物混合 而成，具有很高的电阻率，较高的磁导率（约为 100~1500）。铁氧体磁珠串接在信号或电源通路上， 用于抑制差模噪声。当电流流过铁氧体时，低频电流 可以几乎无衰减地流过，但高频电流却会受到很大的 损耗，转变成热量散发(其原理利用了铁氧体对电磁的 吸收)。铁氧体磁珠可以等效为电阻与电感的串联，但 电阻值与电感值都是随频率而变化的。
• 主要參數有Z、DCR、Rate Current等
磁珠工作原理
磁珠是一种阻抗随频率变化的电阻器 低频下, 感应阻抗较低 随着频率增加,阻抗逐渐增大并逐渐显示
出电阻功能 铁氧体磁珠的工作原理是通过阻抗吸收
并发热的形式将不需要频段的能量耗散 掉
貼片電感與磁珠的區別：
1.频段不同
在低频段，阻抗由电感的感抗构成，低频时R很小，磁芯的磁导率较高，因此电感量 较大，L起主要作用，电磁干扰被反射而受到抑制，并且这时磁芯的损耗较小， 整个器件是一个低损耗，高Q特性的电感。
RF范围内要考虑X曲线的影响 低频时相当于短路；而高频时纯电阻很大 会以热的形
式虑掉 ；更高频时阻抗减小，失去滤波作用
铁氧体磁珠与普通的电感相比具有更好的高频滤波特 性。铁氧体在高频时呈现电阻性，相当于品质因数很 低的电感器，所以能在相当宽的频率范围内保持较高 的阻抗，从而提高高频滤波效能。
镍锌铁氧体 镍锌材料特性
目 录catalogueDN100H材料特性DN100H Material Characteristics (3)DN10H 材料特性DN10H Material Characteristics (4)DN150H 材料特性DN150H Material Characteristics (5)DN200 材料特性DN200 Material Characteristics (6)DN25H 材料特性DN25H Material Characteristics (7)DN30B 材料特性DN30B Material Characteristics (8)DN35H 材料特性DN35H Material Characteristics (9)DN40B 材料特性DN40B Material Characteristics (10)DN50B材料特性DN50B Material Characteristics (11)DN5H 材料特性DN5H Material Characteristics (12)DN65H 材料特性DN65H Material Characteristics (13)DN80H 材料特性DN81H Material Characteristics (14)DN85H 材料特性DN85H Material Characteristics (15)DN8H 材料特性DN8H Material Characteristics (16)频率 Frequency(MHz)0.010.1110I n i t i a l p e r m e a b i l i t y μi初始磁导率80010频率 Frequency(MHz)200.111000.10.01100110频率 Frequency(MHz)20I n i t i a l p e r m e a b i l i t y μi初始磁导率μ′,μ″1100.1100.011001101000频率 Frequency(MHz)20初始磁导率频率 Frequency(MHz)I n i t i a l p e r m e a b i l i t y μi初始磁导率0.1100.011001101000频率 Frequency(MHz)20初始磁导率频率 Frequency(MHz)I n i t i a l p e r m e a b i l i t y μi初始磁导率10.11010100频率 Frequency(MHz)20初始磁导率频率 Frequency(MHz)I n i t i a l p e r m e a b i l i t y μi初始磁导率8006000.10.01110频率 Frequency(MHz)20初始磁导率I n i t i a l p e r m e a b i l i t y μi温度Temperature(℃）频率 Frequency(MHz)初始磁导率I n i t i a l p e r m e a b i l i t y μi初始磁导率μ′,μ″10010.110100频率 Frequency(MHz)20初始磁导率频率 Frequency(MHz)I n i t i a l p e r m e a b i l i t y μi初始磁导率DN50B 材料特性DN50B Material Characteristics40320800600120802001602402802004001400100012001600温度Temperature(℃）8001600200300400500100磁场强度Magnetic Field Strength H(A/m)1100.11010100.1100.011001101000-5-4-3频率 Frequency(MHz)2020初始磁导率I n i t i a l p e r m e a b i l i t y μi比损耗因子R e l a t i v e L o s s F a c t o r t a n δ/μi频率 Frequency(MHz)I n i t i a l p e r m e a b i l i t y μi初始磁导率磁通密度F l u x D e n s i t y B (m T )25℃饱和磁通密度F l u x d e n s i t y B s (m T )温度Temperature(℃）10020604010080120160140H:4KA/m50030060020040010110010100频率 Frequency(MHz)200频率 Frequency(MHz)I n i t i a l p e r m e a b i l i t y μi初始磁导率0.1100.011001101000频率 Frequency(MHz)20I n i t i a l p e r m e a b i l i t y μi初始磁导率μ′,μ″80060010000.10.01110频率 Frequency(MHz)20初始磁导率I n i t i a l p e r m e a b i l i t y μi0.1频率 Frequency(MHz)10110080060020040014001000120016000.10.01110频率 Frequency(MHz)20初始磁导率I n i t i a l p e r m e a b i l i t y μi0.1频率 Frequency(MHz)1011000.01频率 Frequency(MHz)0.111020I n i t i a l p e r m e a b i l i t y μi初始磁导率20010050150250300400350频率 Frequency(MHz)1101001000。
铁氧体种类
铁氧体是一种具有磁性的氧化物材料，常用于电子器件、传感器、磁存储器等领域。
以下是一些常见的铁氧体种类：
1. 氧化铁（Fe2O3）：是一种最简单的铁氧体，具有较高的磁导率和磁饱和磁感应强度，常用于制作磁芯和磁头等。
2. 钛铁矿（Fe3O4）：也称为磁铁矿，是一种具有很强磁性的铁氧体，广泛用于电子器件、磁存储器和传感器等领域。
3. 镍铁氧体（NiFe2O4）：是一种具有高磁导率和低磁滞损耗的铁氧体，常用于制作高性能的磁芯和磁头等。
4. 钴铁氧体（CoFe2O4）：是一种具有高饱和磁感应强度和低磁滞损耗的铁氧体，常用于制作高性能的磁芯和传感器等。
5. 锰铁氧体（MnFe2O4）：是一种具有高磁导率和低磁滞损耗的铁氧体，常用于制作高性能的磁芯和磁头等。
6. 铁氧化物复合材料：由多种不同的铁氧化物材料混合而成，具有多种不同的磁性能和物理性能，常用于制作高性能的磁芯和磁头等。
以上是一些常见的铁氧体种类，不同种类的铁氧体具有不同的磁性能和物理性能，可根据具体应用场景的需要进行选择。
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总结
加入一定量的低熔点的 V2O5/MoO3掺杂剂均能降低 NiCuZn 铁氧体的烧结温度
2
加入适量的 V2O5/MoO3可以得到较好的磁性能
通过掺杂可以解决低温烧结和高磁导率的矛盾，并 且具有良好的综合电磁性能，尤其具有比较高的磁 导率
三氧化钼-五氧化二钒
不同 V2O5/MoO3含量样品的微观结构
三氧化钼-五氧化二钒
样品磁导率与V2O5/MoO3掺杂量的关系
三氧化钼-五氧化二钒
样品品质因数与V2O5/MoO3掺杂量的关系
三氧化钼-五氧化二钒
样品的饱和磁感应强度与 V2O5/MoO3掺杂量的关 系
三氧化钼-五氧化二钒
材料的矫顽力与 V2O5/MoO3掺杂量的关系
三氧化钼-五氧化二钒
900℃烧结样品密度随 V2O5 -MoO3掺杂量的变化
三氧化钼-五氧化二钒
没有掺入低熔点物质 的 样 品 密 度 只 %MoO3的样品密度随掺 杂量的增多而增大；掺杂量超过 0.25wt%V2O5/0.5wt%Mo3 时，样品密度几乎保持恒定。 当加入低熔点的物质 V2O5/ MoO3（V2O5熔点为 690℃， MoO3熔点为 795℃），样品在 900℃烧结时，V2O5/ MoO3 在晶界处形成液相，促进样品烧结； 掺杂过多，晶粒生长过快，气孔没有全部排出，所以密度略 有 下降。
镍铜锌铁氧体
复合添加剂
复合添加剂种类
1
三氧化钼-五氧化二钒
2
三氧化二铋-五氧化二钒
3
三氧化二铋-氧化亚铅
Hot Tip
• 使用复合添加剂的目的
– 降低烧结温度 – 提高初始磁导率
三氧化钼-五氧化二钒
• NiCuZn 铁氧体的低温烧结本是以牺牲起始 磁导率为代价的 • 进行V2O5和 MoO3复合掺杂，利用 V2O5 来降低 NiCuZn 铁氧体的烧结温度，利用 掺杂 MoO3来促进晶粒在较低烧结温度时 的晶粒生长及致密化降低 NiCuZn 铁氧体 的烧结温度