尖晶石型铁氧体

尖晶石型铁氧体
尖晶石型铁氧体(spinel type ferrites)晶体结构与天然矿物尖晶石MgAl2O4相同的铁氧体。又称磁性尖晶石。分子式为MFe2O4,式中M为二价金属离子,常见的有Mn、Mg、Co、Cu、Zn、Ni、Fe等;而Fe为三价离子,可部分被Al或Cr等取代。结构为面心立方晶体,每个晶胞含8个分子式,其中有8个M离子和16个Fe离子及32个O离子。是应用最广的一类铁氧体。用作软磁材料的有锰锌系、[niè]锌系等;用作矩磁材料的有镁锰系、锂镍系、锂锰系等;用作旋磁材料的有镁锰系、镍锌系、镍铜系、锂系等铁氧体。

简介

尖晶石型铁氧体(spinel type ferrites)又称磁性尖晶石。与天然镁铝尖晶石(MgO ·AlO)晶体结构相同的铁氧体。化学式为MeFeO,Me为2价金属离子,有Mg,Mn,Ni,Zn,Fe、Co、Cd、Cu、Li等。按磁性分为软磁、矩磁、旋磁(微波)铁氧体。软磁铁氧体有Mn—Zn和Ni—Zn系铁氧体,用于音频、中频和高频的录音、录像、通讯、广播、电视等的磁头、磁芯等。矩磁尖晶石有室温Mg-Mn、Mn-Zn、Cu-Mn、Cd-Mn系和宽温Li-Mn、 Li-Ni、Li-Cu、 Li-Zn系复合铁氧体,如MgFeO ·0.MnO。宽温矩磁铁氧体居里温度高,温度系数稳定性好,开关时间较短(t≈195nms),开关系数较大(S= 36.86Aμs/m),用作大容量电子计算机的快速记忆磁芯。旋磁(微波)铁氧体有Mg-Mn、Mg-Mn-Al、Ni-Zn、Ni-Al、Li-Al、Li-Ti系复合铁氧体。MgMn FeAlO具有饱和磁化强度高,电阻率高(ρ= 10 Ω·cm )和介电损耗低(tgδ≤10 ),适用于S波段以上频率范围,制作微波器件,可对信号起隔离、环流、移相、限频、滤波、延迟、放大等作用。

晶体结构

铁氧体亚铁磁性氧化物的通式为M O ·Fe O,其中M 是二价金属离子,如Fe ,Ni 和Mg 等,其结构为尖晶石型(如图)。复合铁氧体中二价阳离子可以是几种离子的混合物(如MgMnFeO),因此它在组成和磁性能上具有很宽的范围。在尖晶石结构中,氧离子近似按立方密堆排列,在含有32个氧离子的晶胞中,有32个八面体位置和64个四面体位置,其中16个八面体位置(B位)和8个四面体位置(A位)是填满的。各种位置上存在的阳离子分布由实验确定,这种分布对离子种类以及对温度是敏感的。如果二价离子都处于四面体A位,称为正型尖晶石,如Zn (Fe )O;如果二价离子都处于八面体B位,称为反型尖晶石,如Fe (Fe M )O;如果A位和B位上都由二价离子占据,则称为中间型尖晶石。