氧化铁资料讲解

氧化铁《铁氧体生产工艺技术》配料（一次）（A）混合预烧（初步固相反应）→备料（B）成型→烧结→加工→检测包装（A）包括氧化物法、盐类分解法、化学共沉淀法、喷雾热分解法、溶液—凝胶法等。（B）包括干压法、磁场成型法、注浆法、热压法等。但是，不管制备方法怎么变化，除粘结铁氧体外，所有的铁氧体的制备都必须经过烧结，固相反应。即产品在烧结前基本是各种金属氧化物的机械混合物，烧结后生成新的复合氧化物，即铁氧体。一般产品的烧结温度比各原料的熔点低，约为铁氧体熔点的80～90%，即：T烧结=（0.8—0.9）T熔点（0C）《铁氧体生产工艺技术》一、

概念固相反应：是固体粉末间（多相成分）在低于熔化温度下的化学反应，它是由参与反应的离子或分子经过热扩散而生成新的固熔体。固相反应是烧结中的一种形式，基本上是在预烧过程中进行的。直到今天，铁氧体的制造均是两次烧结，一次是化工原料配方后进行一次预烧，初步固相反应，二次是在成型后进行烧结，使之充分铁氧体化。二、固相反应的过程固相反应与温度密切相关。

《铁氧体生产工艺技术》铁氧体产品在高温下发生固相反应《铁氧体生产工艺技术》下面以ZnFe2O4的生成为例进行说明：1、表面接触期（T＜3000C）：无离子扩散，晶格结构无变化。2、形成表面孪晶期（300—4000C）：颗粒表面质点相互作用形成表面分子膜（假分子或孪晶），随着温度升高，孪晶数增加。3、孪晶发展与巩固期（400—5000C）：假分子结合强度进一步加强，少数金属离子发生扩散至表面，表面离子接触构成新的表面分子，但该阶段尚无明显的新相生成。4、全面扩散期（500—6000C）：表面与内部的Zn2+，Fe3+充分扩散形成固熔体，产生晶格畸变，但尚在固熔度范围内，无新相（ZnFe2O4）出现。

《铁氧体生产工艺技术》5、反应结晶产物形成期（600—7500C）：新相出现，形成晶粒，密度提高。（开始析出锌铁氧体晶粒）6、形成化合物的晶格校正期（＞7500C）：修正结构缺陷，晶粒长大，密度大大上升（扩散加速进行，晶格缺陷消失成为正常尖晶石结构）。一般固相反应完成后，约有90—95%的原始粉料已生成新相，新相出现的温度与反应达完成的温度有可能相差甚远，如：NiO+Fe2O3600～8000C

NiFe2O41100～12000C达反应完成三、固相反应的简化模型分析

《铁氧体生产工艺技术》以MgO+Al2O3=MgAl2O4生成反应为例：1、假设（1）氧离子未参与扩散过程

（2）Mg2+，Al3+以3：2的比例进行相反方向的扩散进入氧离子晶格间隙，形成MgAl2O4，如果在原接触界面做一标志，则在界面两边按1：3的比例形成MgAl2O4相，这种离子扩散机制称为Wagner机制。《铁氧体生产工艺技术》

（3）反应产物无限薄欲使化学反应完成，烧结时间缩短，需考虑以下因素：（1）粉料愈细反应速度愈快。通常用机械球磨粒度约1—5μm，化学共沉淀法制得的粉料粒度有可能更细。（2）粉末间接触面积越大越好。为此，增大成型压力（提高坯件密度）或采用二次球磨工艺（混合球磨→预烧→再球磨）时，将进行预烧后的粉料先预压成块状或造粒。（3）降低激活能，增进原料的活性

采用高纯原料往往需要提高烧结温度。

《铁氧体生产工艺技术》（4）升高温度较之延长反应时间更有效。（5）少量熔点较低的物质加入反应物中，可起类似于助熔剂的作用，促使其它原料的固相反应加速进行。例如将Bi2O3（T熔点=8250C）加入锂铁氧体，可使烧结温度降低，有效地抑制Li2O的挥发，达到高密度。添加剂的种类及作用：依据所起作用的不同，加入铁氧体中的添加剂可分为以下四种：矿化作用、助熔作用、阻晶作用、改善电磁性能的作用。《铁氧体生产工艺技术》1、矿化作用特点：增加反应速度，助长和控制晶粒生长，本身成分和重量一般在反应前后基本不变。常用V2O5、WO3等含有小半径、大电荷数金属离子的氧化物。2、助熔作用（也起矿化作用）特点：本身与金属氧化物形成低熔点化合物，高温下成为粘性流体，使固相反应在有液相存在的情况下进行，从而加速反应，降低烧结温度，提高密度。常用CuO、P2O5、Bi2O3、V2O5、PbO等。《铁氧体生产工艺技术》3、阻晶作用特点：在固相化学反应和晶体生长过程中，抑制晶粒生长及并吞，促使晶粒细化、均匀。

4、改善电磁性能特点：这类添加剂的目的不是促进固相反应、烧结、细化晶粒等方向改善显微结构来提高性能的，而是从基相的电磁特性或其它方面（如晶界）来提高性能的。例：掺硅Fe3O4磁粉的制备

《铁氧体生产工艺技术》课后小结：一、

固相反应的概念（机理）；二、

固相反应的过程（六个周期）；欲使固相反应充分，烧结时