Abstract
在錳鋅鐵氧磁體的電磁性質表現上，無論是要求高導磁率或低功率損失的材質，微觀結構都扮演相當重要的角色，尤其是晶界的組織更具有決定性的影響。從第2.1章至第2.6章對高導磁率材質的研究中，我們發現要得到高導磁率，除了選擇適當的基本成份，如Fe2O3/MnO比例，和TiO2、SnO2、NiO、CoO等固溶性雜質元素含量的控制，透過磁異方常數–溫度曲線的影響，使導磁率–溫度曲線的導磁率第二高峰落於室溫附近。外來應力也會對導磁率–溫度曲線產生極大的影響，例如樣品表面因受撞擊而產生的壓應力，使導磁率–溫度曲線的導磁率第二高峰向低溫移轉，因此使溫度高於Tsmp 時的導磁率明顯下降，反之，溫度低於Tsmp時的導磁率反而上升。由應力對導磁率的影響，我們更發現錳鋅鐵氧磁體，微觀結構中的晶界狀態，對導磁率有重要的意義。在Kerstan對晶界狀態與導磁率關係的說明，以及我們實驗中所得到的證據，即，降溫短暫過程中的氧化還原狀態對導磁率–溫度曲線有明顯的影響，都足以證明，保持微觀結構中晶界的完美無瑕，是獲得高導磁率的重要因素。任何的成份偏析，例如表面脫鋅，使晶界鋅離子的偏析，或是晶界附近化學計量比的偏離(過氧化或過於還原)，在晶界所引起的應力，均會對導磁率產生不良的影響。在對低功率損失錳鋅鐵氧磁體的研究中，我們同樣發現，微觀結構對功率損失表現，有決定性的影響。與高導磁率材質相反的，當要求高頻低功率損失時，細小的晶粒及高度偏析的高電阻晶界，是降低渦電流損失的必要手段。無論是以微波燒結方式，或是利用液相及固溶性的燒結助劑，以得到低溫燒結效果，均可以達到降低晶粒大小、並在低溫得到高晶界電阻的效果。當晶粒尺寸降低至2 mm左右時，由於晶粒變成單磁域結構，使高頻時磁壁共振所產生的殘留損失明顯減低，對低功率損失錳鋅鐵氧磁體的高頻表現，產生重大的改善。利用此方法，我們成功的以一般商用的錳鋅鐵氧磁體黑粉原料為基礎，無需使用特別製程的微細粉體，即可將燒結溫度由1300℃左右降低至1075℃，使晶粒大小由10 mm縮小至2 mm，將其使用頻率由100 kHz提高到3 MHz。大幅降低1 MHz ~ 3 MHz頻率範圍的渦電流損失，及殘留損失，達到商用等級的水準。