臺灣博碩士論文加值系統

在高頻下，鎳錳鐵氧磁體有不錯的磁特性表現，添加過量氧化鐵時，於氧分壓較高之環境下，基地中將殘留反鐵磁性之氧化鐵二次相，阻擋磁矩移動，因此能夠提升共振頻率。添加鈷離子時，由於能夠提升鐵氧磁體之異方性使磁壁穩定化而提升共振頻率。有系統性的分析化學組成、燒結氣氛及燒結溫度對於磁特性的關聯性，量測項目主要包括:微觀組織、μ’-f curve、μ”-f curve及X-ray結構分析。由實驗結果顯示，μ’會隨錳離子比例增加而增加，而共振頻率沒有太大的變化，當降低燒結溫度、鈷離子比例增加、產生析出物時，可提升共振頻率，但μ’會隨之遞減。由此可知析出物及添加鈷離子對於高頻磁特性的影響，可配合材料的使用頻率調整成分比例、燒結條件以達期望之性質。

In this study, Ni-Mn ferrites with different content of manganese, cobalt, and iron ions were prepared through conventional ceramic processing method. The specimens were sintered under various sintering conditions and atmosphere. The results showed that the μ’ and μ”max were increased slowly with the increase of the manganese ion content but the fm were decreased slowly with the increase of the manganese ion content. The μ’ and μ”max were decreased and the resonance frequencies were increased with the increase of the cobalt or iron ion content. Incorporation of the cobalt ions into the ferrites can enhance the resonance frequency by changing its anisotropy. In other words, the contribution of cobalt ions was increasing the domain-wall stabilization. The effects of excessive iron ions were present when the granular α-Fe2O3 second phase particles were formed in the matrix to hinder the domain wall motion. Grain growth, occurred at high temperature, and formation of the second phase, occurred at low temperature, are in competition. The grain growth could be inhibited by the presence of the second phase. Thus, second phase and doping the cobalt ions are effective ways in the manufacturing of ferrite materials for high frequency applications.

中文摘要…………………………………………………….………………………..I
英文摘要……………………………………………………………………………..II
內容目錄………………………………………………………………...…………..III
圖目錄……………………………………………………………………...……......Ⅴ
表目錄…………………………………………………………………………...…..Ⅸ
第一章 前言…………………………………………………………………………1
第二章 文獻回顧……………………………………………………………………2
2.1 鐵氧磁性的來源…………………………………………………………..2
2.2 結構………………………………………………………………………..3
2.3 初導磁率(Initial permeability)……………………………………..4
2.4功率損失(Power loss)…………………………………………………...5
2.5 異方性(Anisotropy)……………………………………………………..7
2.6煆燒………………..………………………………………………………9
2.7 燒結………………………………………………………………………..9
2.8 顯微結構…………………………………………………………………..10
2.9 共振頻率………….…………..…………………………………………..11
第三章 實驗流程……………………………………………………………………13
3.1 試樣製備………………………………………………………………..13
3.1.1原料粉……………………………………………………………...13
3.1.2 混合、乾燥………………………………………………………..13
3.1.3煆燒………………………………………………………………...13
3.1.4 鋯珠、鋯壺研磨………………………………………….………..14
3.1.5 加入PVA…………………………………………………………...14
3.1.6 造粒………………………………………………………………..14
3.1.7 成型………………………………………………………………..14
3.1.8 脫脂………………………………………………………………..14
3.1.9 燒結………………………………………………………………..15
3.2 性質量測…………………………………………………………………..15
3.2.1 μ’-f與μ”-f之量測…………………………………………….15
3.2.2顯微組織觀察……………………………………………………15
3.2.3 X光結構分析………………….…………………………………..15
第四章 結果與討論…………………………………………………………………16
4.1.1 錳離子含量對特性之影響…………………………………………..16
4.1.2 微觀組織………………………………………………………………..16
4.1.3 μ’-f曲線圖及μ”-f曲線圖………………………..………………….. 17
4.2.1 鈷離子含量對特性之影響…………………………………………..19
4.2.2 微觀組織………………………………………………………………..20
4.2.3 μ’-f曲線圖及μ”-f曲線圖…………….……….….………………….. 21
4.3.1 鐵離子含量對特性之影響…………………………………………..22
4.3.2 微觀組織………………………………………………………………..23
4.3.3 μ’-f曲線圖及μ”-f曲線圖…………….……….….………………….. 24
4.4.1 於還原性氣氛下燒結………………………………………………..25
4.4.2 退火處理………………………………………………………………..26
4.4.3 微觀組織……………………………….……….….………………….. 26
4.4.4 μ’-f曲線圖及μ”-f曲線圖…………………….….………………….. 27第五章 結論………………………………………………………………………....29
參考文獻……………………………………………………………………………..30












圖目錄
圖2.1 超交換力示意圖…………………………………………………………31
圖2.2 尖晶石的晶體結構…………………………...…………………………31
圖3.1 實驗流程圖.................................................................................................32
圖3.2 煆燒流程…………………………………………………………………33
圖3.3 燒結流程…………………………………………………………………33
圖 4.1 A系列組成於1200℃空氣中燒結2小時之金相組織……………………34
圖 4.2 A系列組成於1250℃空氣中燒結2小時之金相組織……………………35
圖 4.3 A系列組成於1300℃空氣中燒結2小時之金相組織……………………36
圖 4.4 A系列組成於1250℃氧氣中燒結2小時之金相組織……………………37
圖 4.5 A2成分置於(A)1250℃氧氣下(B)1200℃空氣下(C)1250℃空氣下燒結之 X光結構分析圖…………………………………………………………………...…38
圖 4.6 A系列組成於1200℃空氣中燒結2小時之μ’-f曲線及μ”-f曲線圖….39
圖 4.7 A系列組成於1250℃空氣中燒結2小時之μ’-f曲線及μ”-f曲線圖….40
圖 4.8 A系列組成於1300℃空氣中燒結2小時之μ’-f曲線及μ”-f曲線圖….41
圖 4.9 A系列組成於1250℃氧氣中燒結2小時之μ’-f曲線及μ”-f曲線圖….42
圖4.10 A系列組成於1200℃下空氣燒結，(a) μ’及μ”max(b)fm對於錳離子比例之關係圖…………………………………………………………………………………43
圖4.11 A系列組成於1250℃下空氣燒結，(a) μ’及μ”max(b)fm對於錳離子比例之關係圖…………………………………………………………………………………44
圖4.12 A系列組成於1300℃下空氣燒結，(a) μ’及μ”max(b)fm對於錳離子比例之關係圖…………………………………………………………………………………45
圖4.13 A系列組成於1250℃下氧氣燒結，(a) μ’及μ”max(b)fm對於錳離子比例之關係圖…………………………………………………………………………………46
圖 4.14 B系列組成於1200℃空氣中燒結2小時之金相組織……………………47
圖 4.15 B系列組成於1250℃空氣中燒結2小時之金相組織……………………48
圖 4.16 B系列組成於1300℃空氣中燒結2小時之金相組織……………………49
圖 4.17 B系列組成於1250℃氧氣中燒結2小時之金相組織……………………50
圖 4.18 B系列組成於1200℃空氣中燒結2小時之μ’-f曲線及μ”-f曲線圖……51
圖 4.19 B系列組成於1250℃空氣中燒結2小時之μ’-f曲線及μ”-f曲線圖……52
圖 4.20 B系列組成於1300℃空氣中燒結2小時之μ’-f曲線及μ”-f曲線圖……53
圖 4.21 B系列組成於1250℃氧氣中燒結2小時之μ’-f曲線及μ”-f曲線圖……54
圖 4.22 B系列組成於1200℃下空氣燒結，(a) μ’及μ”max(b)fm對於鈷離子比例之關係圖…………………………………………………………………………………55
圖 4.23 B系列組成於1250℃下空氣燒結，(a) μ’及μ”max(b)fm對於鈷離子比例之關係圖…………………………………………………………………………………56
圖 4.24 B系列組成於1300℃下空氣燒結，(a) μ’及μ”max(b)fm對於鈷離子比例之關係圖…………………………………………………………………………………57
圖 4.25 B系列組成於1250℃下氧氣燒結，(a) μ’及μ”max(b)fm對於鈷離子比例之關係圖…………………………………………………………………………………58
圖 4.26 C系列組成於1200℃空氣中燒結2小時之金相組織………….…………59
圖 4.27 C系列組成於1200℃空氣中燒結2小時之(a)X光繞射圖形(b)氧化鐵含量分別為23.5%(C1)、41.2%(C2)、43.6% (C3)、57.1%(C4)………..60
圖 4.28 C系列組成於1250℃空氣中燒結2小時之金相組織………….…………61
圖 4.29 C系列組成於1300℃空氣中燒結2小時之金相組織………….…………62
圖 4.30 C系列組成於1300℃空氣中燒結2小時試片外圍之金相組織…………63
圖 4.31 C系列組成於1250℃氧氣中燒結2小時之金相組織………….…………64
圖 4.32 C系列組成於1200℃空氣中燒結2小時之μ’-f曲線及μ”-f曲線圖……65
圖 4.33 C系列組成於1250℃空氣中燒結2小時之μ’-f曲線及μ”-f曲線圖……66
圖 4.34 C系列組成於1300℃空氣中燒結2小時之μ’-f曲線及μ”-f曲線圖……67
圖 4.35 C系列組成於1250℃氧氣中燒結2小時之μ’-f曲線及μ”-f曲線圖……68
圖 4.36 C系列組成於1200℃下空氣燒結，(a) μ’及μ”max(b)fm對於鐵離子比例之關係圖…………………………………………………………………………………69
圖 4.37 C系列組成於1250℃下空氣燒結，(a) μ’及μ”max(b)fm對於鐵離子比例之關係圖…………………………………………………………………………………70
圖 4.38 C系列組成於1300℃下空氣燒結，(a) μ’及μ”max(b)fm對於鐵離子比例之關係圖…………………………………………………………………………………71
圖 4.39 C系列組成於1250℃下氧氣燒結，(a) μ’及μ”max(b)fm對於鐵離子比例之關係圖…………………………………………………………………………………72
圖 4.40 C系列組成於1200℃氮氣中燒結2小時之μ’-f曲線及μ”-f曲線圖……73
圖 4.41 C系列組成於1250℃氮氣中燒結2小時之金相組織………..….…………74
圖 4.42 C系列組成於1250℃下氮氣燒結，(a) μ’及μ”max(b)fm對於鐵離子比例之關係圖…………………………………………………………………………………75
圖 4.43 C系列組成於1200℃氮氣中燒結2小時後，於空氣下在1000℃退火30分鐘之金相組織…………………………………………………………......76
圖 4.44 C系列組成於1200℃氮氣中燒結2小時後，於空氣下在1000℃退火2小時之金相組織………………………………………………………….........77
圖 4.45 C系列組成於1200℃氮氣中燒結2小時後，於空氣下在1100℃退火30分鐘之金相組織………………………………………………………….....78
圖 4.46 C系列組成於1200℃氮氣中燒結2小時後，於空氣下在1100℃退火2小時之金相組織………………………………………………………….........79
圖 4.47 C系列組成於1200℃氮氣中燒結2小時後，於空氣下在1200℃退火30分鐘之金相組織…………………………………………………………......80
圖 4.48 C系列組成於1200℃氮氣中燒結2小時後，於空氣下在1200℃退火2小時之金相組織………………………………………………………….........81
圖 4.49 C系列組成於1200℃氮氣中燒結2小時後，於空氣下在1000℃退火30分鐘之μ’-f曲線及μ”-f曲線圖…………………………………………......82
圖 4.50 C系列組成於1200℃氮氣中燒結2小時後，於空氣下在1000℃退火2小時之μ’-f曲線及μ”-f曲線圖………………………………………….........83
圖 4.51 C系列組成於1200℃氮氣中燒結2小時後，於空氣下在1100℃退火30分鐘之μ’-f曲線及μ”-f曲線圖………………………………………….....84
圖 4.52 C系列組成於1200℃氮氣中燒結2小時後，於空氣下在1100℃退火2小時之μ’-f曲線及μ”-f曲線圖………………………………………….........85
圖 4.53 C系列組成於1200℃氮氣中燒結2小時後，於空氣下在1200℃退火30分鐘之之μ’-f曲線及μ”-f曲線圖……………………………………….....86
圖 4.54 C系列組成於1200℃氮氣中燒結2小時後，於空氣下在1200℃退火2小時之之μ’-f曲線及μ”-f曲線圖…………………………………................87
圖4.55 C系列組成於1200℃下氮氣燒結，於空氣下在1000℃分別退火30分鐘及2小時，(a) μ’及μ”max (b)fm對於鐵離子比例之關係圖…………………….…..…88
圖4.56 C系列組成於1200℃下氮氣燒結，於空氣下在1100℃分別退火30分鐘及2小時，(a) μ’及μ”max (b)fm對於鐵離子比例之關係圖…………………….…..…89
圖4.57 C系列組成於1200℃下氮氣燒結，於空氣下在1200℃分別退火30分鐘及2小時，(a) μ’及μ”max (b)fm對於鐵離子比例之關係圖…………………….…..…90

參考文獻

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