第一章 MnZn铁氧体的关键磁参数 1.1 引言 铁氧体磁性即亚铁磁性,来源于被氧离子所分隔的磁性金属离子间的超交换相互作用,它使处于不同晶格位置上的金属离子磁矩反向排列。当相反排列的磁矩不相等时,则表现出强磁性。很明显,铁氧体的基本特性与应用特性都与晶体结构、化学键及离子分布密切相关。本章由 MnZn 铁氧体的晶体结构研究入手,探讨分析 MnZn 铁氧体有关的基础理论,对本文所涉及的基本电磁参数如起始磁导率 µ i、损耗 PL、饱和磁感应强度 Bs、居里温度 Tc 等进行了分析,为本文的研究提供理论依据。 1.2 MnZn铁氧体的晶体结构及磁性来源 1.2.1 MnZn铁氧体的晶体结构 凡是晶体结构和天然矿石—镁铝尖晶石(MgAl2O4)的结构相似的铁氧体,称为尖晶石型铁氧体。我们研究的MnZn 铁氧体就属于尖晶石型铁氧体。尖晶石型铁氧体的晶体结构属于立方晶系,其化学分子式可以 MeFe2O4(或 AB2O4)表示。其中,Me 为金属离子Mg2+、Mn2+、Ni2+、Zn2+、Fe2+、Li1+等;而 Fe 为三价离子,也可以被其他三价金属离子Al3+、Cr3+或 Fe2+、Ti4+所代替。总之,只要几个金属离子的化学价总数为 8 价,能与四个氧离子化学价平衡即可,但也要注意离子的大小及其他一些问题。 尖晶石型结构的一个晶胞共有 56 个氧离子,相当于8MeFe2O4,其中有 24 个金属离子,32 个氧离子。由于晶胞中的离子很多,结构较复杂,不易全部画出。图1-1表示了部分金属离子在晶胞中的分布。每个晶胞实际上可以分为 8 个小立方,这 8 个小立方体又分为两类,每种各有 4 个;每两个共边的小立方体是同类的,每两个共面的小立方体分属于不同类型的结构。 在每个不同类型的小立方体内都有 4 个氧离子。在 8 个小立方体中,氧离子都位于体对角线中点至顶点的中心。由于氧离子比较大,金属离子比较小,而以氧离子作为密堆积结构,金属离子都填充在氧离子密堆积的空隙中。 氧离子之间存在两种空隙:即八面体空隙和四面体空隙,如图1-2。八面体空隙被六个氧离子包围,由六个氧离子中心连线构成八个三角形平面,而称八面体,其空隙较大,也称B 位。四面体空隙则是由四个氧离子包围而成的,四个氧离子中心连线构成四个三角形平面,所以称四面体,其空隙较小,也称为A 位。 图1-1 尖晶石晶胞的部分结构 图1-2 四面体空隙(A 位置)和八面体空隙(B 位置) 在尖晶石晶胞中,氧离子密堆积后构成了64 个四面体空隙和32 个八面体空隙,所以一个...