磁性陶瓷
磁性陶瓷簡(jiǎn)稱磁性瓷，屬于氧和以鐵為主的一種或多種金屬元素組成的復(fù)合氧化物，故又稱為鐵氧體陶瓷。該種陶瓷的導(dǎo)電性和半導(dǎo)體相似，因其制備工藝和外觀與陶瓷相近而得名。磁性陶瓷在現(xiàn)代無(wú)線電電子學(xué)、自動(dòng)控制、微波技術(shù)、電子計(jì)算機(jī)、信息儲(chǔ)存、激光調(diào)制等應(yīng)用領(lǐng)域都有廣泛的用途。
人類研究鐵氧體是從20世紀(jì)30年代開始的，早期由日本、荷蘭等國(guó)家對(duì)鐵氧體進(jìn)行了系統(tǒng)研究，并于20世紀(jì)40年代陸續(xù)問世軟磁鐵氧體的商品。第二次世界大戰(zhàn)期間正是無(wú)線電、微波、雷達(dá)和脈沖技術(shù)飛速發(fā)展的時(shí)候，存在嚴(yán)重趨膚效應(yīng)和渦輪損耗的金屬磁性材料在軍事戰(zhàn)斗中無(wú)法使用，而能用于高頻段且具有損耗低的新型磁性材料則在當(dāng)時(shí)得到了迅速的發(fā)展。20世紀(jì)50年代時(shí)鐵氧體蓬勃發(fā)展的時(shí)期。1952年磁鉛石型硬磁鐵氧體研制成功；1956年在前者基礎(chǔ)上開發(fā)出平面型的超高頻鐵氧體，并發(fā)現(xiàn)了含稀土元素的石榴石型鐵氧體。鐵氧體（即磁性陶瓷）的問世是強(qiáng)磁性學(xué)和磁性材料發(fā)展史上一個(gè)重要的里程碑。
從磁性陶瓷的性質(zhì)和用途區(qū)分，可分為軟磁、硬磁、旋磁、矩磁、壓磁等磁性陶瓷。
①軟磁鐵氧體：是易于磁化和去磁的一類鐵氧體。具有很高的磁導(dǎo)率和很小的剩磁、矯頑力。應(yīng)用較多且性能較好的軟磁鐵氧體有Mn-Zn鐵氧體、Ni-Zn鐵氧體，和加入少量銅、鎂、錳的Ni-Zn鐵氧體、NiFe2O3等。這些鐵氧體材料又因不同的制備工藝而區(qū)分為普通燒結(jié)鐵氧體、熱壓鐵氧體、真空燒結(jié)高密度鐵氧體、單晶鐵氧體和取向鐵氧體等。
軟磁鐵氧體的應(yīng)用舉例：可作為高頻磁芯材料，用于制作電子儀器的線圈和變壓器等物件的磁芯；可作為磁頭鐵芯材料用于錄像機(jī)、電子計(jì)算機(jī)等電子儀器中；可利用軟磁鐵氧體的磁化曲線的非線性和磁飽和特性，用于制作非線性電抗器件（如電抗器、磁放大器）等。
②硬磁鐵氧體：該種材料與高瓷導(dǎo)率的軟磁材料相反，具有高矯頑力、高剩余磁感強(qiáng)度和最大磁能積的特性。經(jīng)過(guò)磁化后，不再需要從外部提供能量就可以產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)，因此又可被稱為永磁鐵氧體。工業(yè)上常用的硬磁鐵氧體就其成分分為鋇鐵氧體和鍶鐵氧體；根據(jù)壓制工藝的不同又有干式和濕式、各向同性和各向異性之分。
應(yīng)用舉例：可用于電信領(lǐng)域如制作揚(yáng)聲器、微音器、磁錄音拾音器、磁控管、微波器件等；可用于制作電器儀表如各種電磁式儀表、磁通計(jì)、示波器、振動(dòng)接收器等；可用于控制器件領(lǐng)域如制作極化繼電器、電壓調(diào)整器、溫度和壓力控制、限制開關(guān)等。
③旋磁鐵氧體（又稱微波鐵氧體）：是在高頻磁場(chǎng)作用下，平面偏振的電磁波在鐵氧體中一定的方向傳播時(shí)，偏振面會(huì)不斷繞傳播方向旋轉(zhuǎn)的一種鐵氧體，又叫做旋磁鐵氧體。該特性是由于磁性體重電子自旋和微波相互作用引起的特殊現(xiàn)象。旋磁鐵氧體以晶格類型分類可分為尖晶石型、六方晶型、石榴石型鐵氧體三種。
應(yīng)用舉例：利用其正方向通電波、反方向不同電波的所謂不可逆功能應(yīng)用在環(huán)形器、隔離器等不可逆器件上；利用電子自旋磁矩運(yùn)動(dòng)頻率同外界電磁場(chǎng)的頻率一致時(shí)，發(fā)生共振效應(yīng)的磁共振型隔離器；運(yùn)用在衰減器、調(diào)諧器、開關(guān)、濾波器、振蕩器、放大器、混頻器、檢波器等儀器中。
④矩磁鐵氧體：指磁滯回線呈矩形的，剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度Br和工作時(shí)最大磁感應(yīng)強(qiáng)度Bm的比值（Br/Bm）盡可能接近1，并且根據(jù)應(yīng)用目的具有適當(dāng)大小的矯頑力鐵氧體。通常分為常溫矩磁材料和寬溫矩磁材料兩類，前者居里溫度較低，適宜在常溫環(huán)境下使用，典型品種為Mn-Mg系鐵氧體；后者居里溫度較高，能在較寬的溫度范圍內(nèi)使用，典型品種為L(zhǎng)i系鐵氧體。
應(yīng)用舉例：可用于制作磁放大器、脈沖變壓器等非線性器件和磁記憶元件；進(jìn)行磁性涂層，可制成磁鼓、磁盤、磁卡和各種磁帶等，主要用作計(jì)算機(jī)外儲(chǔ)存裝置和錄音、錄像、錄碼介質(zhì)和各種信息記錄卡使用。
⑤壓磁鐵氧體（磁致伸縮鐵氧體）：具有顯著磁致伸縮特性（指經(jīng)過(guò)退磁的磁性體被磁化時(shí)，外形會(huì)產(chǎn)生極小變形的特性）的鐵氧體。當(dāng)磁致伸縮鐵氧體處在一定的偏磁場(chǎng)和交變磁場(chǎng)的雙重作用下，根據(jù)磁致伸縮特性，材料的長(zhǎng)度將產(chǎn)生相應(yīng)的改變，于是產(chǎn)生與交變磁場(chǎng)頻率相同的機(jī)械振動(dòng)。相反，如果外界力的壓伸作用，使材料長(zhǎng)度發(fā)生變化，這時(shí)材料的磁感應(yīng)強(qiáng)度也相應(yīng)發(fā)生變化，這就是所謂的換能過(guò)程（電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能、機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能）。
常用的磁致伸縮鐵氧體有鎳系鐵氧體，如Ni-Co系、Ni-Cu-Co系、Ni-Zn鐵氧體等。
應(yīng)用舉例：這類材料多用來(lái)制作超聲波換能器和接收器，在電信方面制作濾波器、穩(wěn)壓器、諧波發(fā)生器、微音器、振蕩器等；在電子計(jì)算機(jī)及自動(dòng)控制方面制作超聲延遲線存儲(chǔ)器、磁鈕線存儲(chǔ)器等。
隨著科技的不斷進(jìn)步發(fā)展，磁性陶瓷材料在日程生活中的應(yīng)用越加廣泛，電子與電機(jī)的設(shè)備組件、資料儲(chǔ)存媒介、磁性流體、生醫(yī)材料等，都與磁性陶瓷有關(guān)。國(guó)內(nèi)磁性材料產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值一年高達(dá) 100億以上，是一個(gè)景氣波動(dòng)幅度低、產(chǎn)品生命周期長(zhǎng)的產(chǎn)業(yè)。但是隨著越來(lái)越多國(guó)家的投入發(fā)展，市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)也日趨激烈，如何提升磁性陶瓷粉體的性能及增加粉體的產(chǎn)量，是當(dāng)前需要積極研究的方向。
