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【用戶成果】熔鹽合成鎳鋅鐵氧體粉末的燒結性能

中國地質大學(北京)數理學院彭志堅教授團隊在期刊《International?Journal?of?Applied?Ceramic?Technology》上發表了題為……

2025-05-12

DOI：10.1111/ijac.13835

中國地質大學(北京)數理學院彭志堅教授團隊在期刊《International Journal of Applied Ceramic Technology》上發表了題為“Sintering behavior of Ni–Zn ferrite powders prepared by molten-salt synthesis”的論文。研究分析了熔鹽合成鎳鋅鐵氧體粉末的燒結性能。

研究背景

軟磁鐵氧體材料因其優異的磁性能，已成為電子通信、傳感、軍事國防、新能源以及自動控制等領域不可或缺的關鍵材料。隨著鐵氧體材料商業化進程的不斷推進，市場對其生產成本和產品性能提出了更為嚴苛的要求。

熔鹽合成法具有低能耗、低成本、環境友好和可重復使用的特點，能夠有效控制陶瓷顆粒（粉）的形狀和燒結性能，不會增加設備和工藝的負擔。本文系統地研究了以硝酸系為熔鹽的熔鹽法合成Ni0.5Zn0.5Fe2O4鐵氧體粉末及其燒結性能。通過與固相反應法制備的粉末進行對比，揭示了兩種方法制備的Ni-Zn鐵氧體粉末的優缺點。

實驗方法

1.熔鹽合成法：以硝酸鹽為原料，KOH為堿源，乙醇為分散介質，通過球磨、煅燒(300–550°C)、洗滌、造粒、壓片和燒結(1150/1250°C)制備樣品。使用天津中環電爐的可視化高溫形變分析儀測定了鐵氧體的燒結收縮曲線(圖1)。

2.對比實驗：傳統固態反應法以氧化物微原料，經800℃煅燒后燒結。

3.表征實驗：XRD分析晶體結構，SEM/TEM觀察形貌，阿基米德法測密度，VSM測試磁性能。

圖1. 熔鹽煅燒合成不同Ni_0.5Zn_0.5Fe₂O₄粉體的燒結收縮率曲線：(A)?400°C燒結3 h；(B)400°C燒結6h；(C)550°C燒結3h；(D)傳統固相法800°C燒結3h.

表1:?Ni_0.5Zn_0.5Fe₂O₄陶瓷在1250℃下燒結的基本結構參數

圖2. Ni_0.5Zn_0.5Fe₂O₄粉末斷口形貌微觀圖：(A)?400°C燒結3?h；(B)400°C燒結6h；(C)550°C燒結3h；(D)傳統固相法800°C燒結3h.

研究結果

熔鹽法為Ni-Zn鐵氧體的低溫高效合成提供了新途徑，但其高溫燒結行為仍需優化。通過調控煅燒條件與工藝參數，可兼顧材料性能與生產成本，推動其在高頻磁性器件中的應用。

中環產品

可視化高溫形變分析儀，光學非接觸發測量材料燒結過程膨脹收縮。材料在變溫過程中形狀、尺寸及物態變化在線實時觀測，并通過智能化數據采集與圖像處理系統給出直觀、準確的數據及圖形報告。產品性能與國際同類產品相當，處于國內領先水平。可視化高溫形變分析儀用于材料研發與制造，有助于精確制定材料燒結工藝或熱處理工藝，提高產品質量，降低生產成本。