本文選題：錳鋅鐵氧體 + 電磁加熱　； 參考：《華南理工大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：電磁爐是通過電磁感應(yīng)進(jìn)行加熱的一種新型灶具,與傳統(tǒng)灶具相比,電磁爐具有熱效率高、加熱快、環(huán)境友好、安全可靠、使用方便等優(yōu)點。隨著能源危機和環(huán)境問題的日益突出,人們對電磁爐的能效提出了更高的要求。錳鋅鐵氧體具有高的磁導(dǎo)率、高的飽和磁感應(yīng)強度和低的損耗等優(yōu)良的軟磁性能和較高的性價比,在家電、通信、計算機等電子行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。目前,在電磁爐中普遍使用其作為電磁加熱線圈盤的磁條材料。然而,實際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn),不同類型的錳鋅鐵氧體磁條對電磁爐的能效有重要影響。本文研究了電磁加熱對錳鋅鐵氧體的應(yīng)用要求,并以工業(yè)預(yù)燒料為原料,采用陶瓷工藝制備了錳鋅鐵氧體磁環(huán),研究了燒結(jié)工藝和稀土離子摻雜對錳鋅鐵氧體結(jié)構(gòu)和性能的影響。首先,通過掃描電鏡(SEM)、X-射線衍射(XRD)、綜合物性測量系統(tǒng)(PPMS)、軟磁測量裝置(MATS-2010SA、MATS-2010SD),分析并對比了電磁爐廠商使用的不同類型錳鋅鐵氧體磁條材料在化學(xué)成分、顯微結(jié)構(gòu)和磁性能上的差異,從材料學(xué)的角度揭示了電磁爐能效出現(xiàn)波動的原因。研究結(jié)果表明,不同供應(yīng)商、不同類型的錳鋅鐵氧體磁條在化學(xué)成分、微觀形貌和磁性能上差別較大。不同磁條的Mn與Zn的原子比處在1.21~3.90之間,在二次料生產(chǎn)的磁條中添加了較多的Ca、Si等元素。一次料制備的錳鋅鐵氧體磁條材料晶粒大小均勻、氣孔率低,磁性能明顯優(yōu)于二次料磁條,而一次料磁條之間差別不明顯。不同磁條的化學(xué)成分和顯微結(jié)構(gòu)上的差別導(dǎo)致性能出現(xiàn)波動,從而對電磁爐能效造成影響。其次,研究了磁條的各項磁性能與電磁爐能效之間的關(guān)系,并對電磁爐應(yīng)用的錳鋅鐵氧體在20~100kHz頻率范圍內(nèi)進(jìn)行了損耗分離研究。研究結(jié)果表明,電磁爐的能效與磁條的磁導(dǎo)率和飽和磁感應(yīng)(磁化)強度成正比,與磁損耗、矯頑力、剩磁成反比,與居里溫度關(guān)系不大,影響電磁爐能效最重要的磁性能為磁導(dǎo)率、磁損耗和矯頑力。在100kHz以下,錳鋅鐵氧體的功率損耗以磁滯損耗和渦流損耗為主,剩余損耗可忽略不計。在電磁爐的應(yīng)用頻率范圍內(nèi),磁滯損耗所占比例超過70%,且隨著頻率的降低,磁滯損耗所占比例增大。最后,利用工業(yè)預(yù)燒料為原料,采用陶瓷工藝制備了錳鋅鐵氧體磁環(huán)。研究了燒結(jié)溫度、保溫時間以及Sm_2O_3、Gd_2O_3摻雜對錳鋅鐵氧體的物相組成、微觀結(jié)構(gòu)和磁性能的影響。研究結(jié)果表明,燒結(jié)溫度較低時,錳鋅鐵氧體除尖晶石相外還含有Fe_2O_3相,且隨著燒結(jié)溫度的升高,Fe_2O_3相逐漸減少。隨著燒結(jié)溫度的升高,錳鋅鐵氧體的磁導(dǎo)率升高,損耗和矯頑力降低,但燒結(jié)溫度超過一定值后,性能反而降低。適當(dāng)?shù)脑龃鬅Y(jié)溫度,減少保溫時間更有利于材料性能的提高。利用工業(yè)預(yù)燒料制備的錳鋅鐵氧體,1275℃燒結(jié),保溫2h時具有最優(yōu)的磁性能,振幅磁導(dǎo)率、比總損耗和矯頑力分別為1071、268.2W/kg、40.14A/m(100mT,100kHz)。添加微量的Sm_2O_3和Gd_2O_3能明顯改善錳鋅鐵氧體的微觀結(jié)構(gòu),提高磁性能。當(dāng)Sm_2O_3和Gd_2O_3的摻入量為0.01 wt%時,鐵氧體具有最佳的微觀結(jié)構(gòu)和最優(yōu)的磁性能。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM277

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本文編號：1765145