Fe2O3 在软磁铁氧体中的应用

1 前言
近十年来，中国的消费类产品的发展促进了软磁铁氧体的快速发展，品种从天线磁棒，中周磁芯扩大到家用电器、通讯器材和办公自动化等配套的开关电源变压器、回扫变压器磁芯、滤波器磁芯等，产量从90年代1万吨/年，增加到1999年4万吨/年，预计到21世纪初中国的软磁铁氧体年产量将达到6万吨，为世界第一。
由于电子信息技术的高速发展，推动了电子产品的更新换代，促使软磁铁氧体磁芯向高频化、小型化方向发展。对软磁铁氧体的制造技术要求越来越高，其中占软磁铁氧体中70%重量比例的的性能和质量的一致性尤为重要。

2 的现状

中国生产软磁铁氧体的最初是采用化学法生产的氧化铁原料，部分采用共沉淀法生产的原材料，采用鲁氏法（RUTHNER）生产的原料制造软磁铁氧体是近几年才开始的，基本上采用的是宝钢生产的，由于宝钢是钢铁生产中的副产品，与传统的化学法生产的价格相比较为低廉，使中国的软磁铁氧体性能价格比大为提高，极大地促进了中国软磁工业的发展，在国际市场的竞争能力大为提高（见表1、表2）。


3 鲁氏法的制造工艺和的应用
3.1 鲁氏法（RUTHNER）制造工艺
冷轧板生产过程中都要进行酸洗，考虑到环保的问题和降低成本，希望HC1能够回收反复使用。通常都采用鲁氏法回收HC1，回收HC1产生的附产品就是，的生产流程是酸液→脱硅→焙烧→包装→出厂。
为了得到理想的附产品α-，反应炉是整个酸再生工艺中最主要的设备，炉内的反应温度至关重要，喷雾焙烧法的主要反应都是在反应炉中完成。
酸液从反应炉炉顶通过旋转喷嘴的喷枪喷入炉内，进行以下化学反应。
FeO+2HC1→Fe+ (1)
2Fe+2+1/2O2→+4HC1↑ (2)
3Fe+3+1/2O2→+6HC1↑ (3)
2FeCl3+3→+6HC1↑ (4)
第（2）个反应式是主要的，化学反应主要取决于温度，众所周知，当反应温度高于910℃而低于1390℃，氧化铁的晶格将发生质的变化，即从体心立方的晶格的α-转变成而心立方晶格r-，为了取得α-反应温度必须低于910℃或高于1390℃。
一般都用低温焙烧，也就是将温度控制在600℃以下，温度过高不易控制氧化气氛，易于生成，影响的活性。鲁氏法反应炉平均反应温度控制在450℃，同时控制酸液中铁的浓度也是至关重要的。
鲁氏法生产的粒度分布在40～200μm之间呈中空球状，松装比重0.4～0.8g/，经研磨加工后，可改变其比表面积，此值与反应温度有关。由于颗粒在反应炉中停留时间只有几秒钟，晶体变化不大，α-占99%以上，其余为少量的和r-，只要控制好反应温度及燃烧气体中的空气比例，产生和r-的可能性不大。
鲁氏法生产的作为磁性材料，主要材料应该很适合，而且宝钢生产的增加 了脱硅处理工序，品质有了显著改善，完全可以满足高性能铁氧体的生产要求。
3.2 的应用
每一类用于磁性材料的生产所需的是不相同，一般如下：
1）低纯度：用于低档的硬磁材料
>98.5% <0.05%
2）适中纯度：用于高档的硬磁材料
>98.8% <0.03%
3）高纯度：用于普通级的软磁材料
>99.3% <0.015%
4）极高纯度：用于高档次软磁材料
>99.5% <0.008%
若用于生产高品质软磁铁氧体，则的含量必须严格控制，如果控制不当，会造成晶粒的不连续生长，严重的影响产品电性能。
为了得到高的导磁率，中和CaO的比例有一定的限制，否则形成的晶界，会严重的影响导磁率。

4 软磁铁氧体的技术发展趋势以及的要求
软磁铁氧体的Mn-Zn系列中的功率铁氧体材料和磁芯将继续向高频化、低损耗和小型化方向发展。预计二十一世纪初开关电源用功率铁氧体材料将向二个方面发展。一方面是100～300kHz中频材料，100kHz、200mT、100℃时的功耗将低到150KW/左右，另一方面是1MHz～3MHz高频开关电源使用的高频低损耗材料。
在数字通讯中，大量使用高磁导率铁氧体制成的宽带和脉冲变压器。在电磁兼容领域，也在大量使用高磁导率制成的共模轭流圈来抑制电磁干扰。今后这种铁氧体材料将继续向高磁导率、高截止频率和宽频化方向发展。
为了制造优质的软磁铁氧体磁芯，对占软磁铁氧体中70%重量比率的宝钢，势必提出更高的品质要求（表3）。


5 结束语
由于原材料和工艺的稳定性差，国内生产高品质的软磁铁氧体其质量和性能的一致性，与国外先进水平相比仍存在一定的差距，不能满足国际市场对高品质铁氧体磁芯的需求。尽管如此，国内有识之士仍然努力地探索生产技术，争取早日赶上和超过世界先进水平，例如宝钢磁业发展有限公司通过氧化法大批量的生产相当于日本TDK PC-40材料和Hs10材料，并且宝钢也正在准备生产更高品质的，所以，只要我们共同努力，就可以赶上世界先进水平，使我们的民族工业扬威于世界。■