有高饱和磁通密度和高电阻率的新复合材料KenHirota 等段曦东译摘要：用放电等离子烧结法在850C 130Mpa烧结5 min,制备了含SuperSendust （86.5—6Si -4Al-3.5Niwt%）.和 MgFc2O4 （75/25mol%）的高密（理论密度的 98.6%）合材料，有 1.2T 的高饱和磁通密度和达lXl（T2Q.m的电阻率在lKHz,磁导率达到1000以上，细铁氧 体颗粒（〜0.6微米）分布在Super Sendust （〜30微米）球形颗粒的边界关键词：复合材料，磁性材料，电子显微镜，电感谱，电气性质1.引言：最近，对有高饱和磁通密度B和高电阻率p的磁性材料的需求上升，这样可以进一步小 型化高性能电子器件（1）Fe — Si—A1合金（2）有高的饱和刺痛密度和高的磁导率M，而 软磁铁氧体（3）有高的电阻率p这样这些材料的复合材料可以互相补偿然而，就我们 所知，只有Moro等（4）对复合材料进行过研究他研光了 Sendus（84.9Fe—9.6Si —5.5Alwt%） 和（NiZn ） Fe2O4的烧结他们报道了为了得到合材料在烧结之前，A 1203薄层的形成不可避免。
不幸的是，非磁性相的存在对磁性质和电性质是有害的在本研究中，我们尝试制备川放电等离子烧结法（SPS）在85CTC烧结5min，制备了含 SuperSendust.和MgFe2O4的高密复合材料，以防止A12O3的形成在在不同的压力烧结下， SPS是典型的压缩烧结，类似于热压，烧结可以在低温和短烧结时间下得到成功在本文， 我们描述了 SPS法制备的fi合材料的磁和电性质，及与它们微观结构的关系2.实验制备的叫雾化的 Super Sendus 合金（86.5—6Si—4A1—3.5Niwt%, Sanyo Special Steel Co丄td.,Japan）粉末用开空尺、j•为 75 微米的筛子过筛 Super Sendust 和 MgFe2（）4（Nacalai Tcsquc Co , LtdJapan）粉末的平均尺寸分别为30和0.6微米适量的这些粉末（合金/ 铁氧体= 75/25vol %）0用玛瑙研钵和研忤在乙醇中混合30分钟混合粉末在98Mpa的压 力下单轴压制，然后在342 Mpa的压力下冷等静压生坯用A12O3粉末（200微米左右）覆 盖，放入WC — Co模子（外径70mm,内径20mm）。
然后用SPS仪器在空气中烧结烧结条 件如下：（1）加热速率30C/min，（2）在85OC13OMpa下烧结5分钟，（3）冷却速率为10C /min 3.结果和讨论图1是烧结体粉碎后的X射线衍射（XRD CuKa）图谱这个谱与烧结前的混合物一 致结果表明在Super Sendust合金和铁氧体间没有反应界而材料用金刚石膏抛光后用阿 基米德法测定了密度密度为6.42g/cn?，为理论密度（6.515g/cm3）的98.6%作为比较， SuperSedust 合金的密度为 7.186g/cm3，MgFe2O4 为 4.50g/cm’⑹• Supt：r-seri(lus( O MgFcp4(Sd3)100020 25 30 35 40 45 50 55 60 65 7020 （deg, Cu/Q阁i复合材料的x涉嫌衍射阁用扫描电子显微镜（SEM）观察了微观结构图2是材料的抛光面（a）和断面（b） 的SEM图观察到了致密烧结而没有明显的晶粒生长铁氧体颗粒（〜0.6微米），附这在 大的球形的SuperSendust颗粒（〜30微米）边界图2复合材料的抛光面（a）和断面的SEM图 用振动试样磁测定仪在1.2MA/m的磁场下测定了磁化强度0。
从o和试样的重量估计出了饱和磁通密度Bs材料的氏为1.2丁与SuperSendust合金的（1.1T）儿乎一致用金 刚石钻开孔制备了环形试样用阻抗分析仪在0.8A/m和1 KHz下测定了测定了磁导率使 用这个技术得到了 1013的磁导率值我们知道如果磁性材料含有非磁性层，挡住磁路，磁 导率会下降到接近零，即使非磁性层是次显微尺寸的（8）这样大于1000的磁导率表明复合材料只含有磁性相使用venderPauw方法（9）用银作为电极测定了复合材料的电阻率测定了材料的电 阻率p力1 X 10 2Q.m0比SuperSendust合金的（3X 10~6Q.m）大3000倍使用了—•种复数 阻抗技术分析了材料的电响应图3是材料的电阻一电抗（Z’-Z”）图在Z’的截取给 出了 DC电阻和无限频率电阻前者是颗粒边界和内部电阻之和（Rgf+Rb ），后者是内部电 阻RbRgr的之确定为1.7X103K如以前所述，MgFe2O4颗粒定位在SuperSendust边界因 此6在颗粒边界的MgFe2O4对材料的高电阻率负责内部电阻率pb从Rb计算得出，为〜10 一6 flm，与素朴而Sendust合金的内禀电阻率一致（10）。
这样，我们成功的制备了有高Bs 和p的复合材料图3 S合材料的复数阻抗的片面图参考文献：? jlj M. Sugimoto, N. Hiratsuka, M. Fujita, J Mag Soc Jpn 5 (1981) 89. (in Japanese){2】For example, M. Sato, S. Yoshida, E. Sugawara，Y. Shimada，J Mag Soc Jpn 20 (1996) 421. (in Japanese) r[3] M. Rozman, M. Drofcnik, J Am Ceram Soc 81 (1998) 1757.H. Moro, Y. Miyauchi, N. Uchida, T. Mori, in T. Yamaguchi, M. Abe (Eds.)，Proceedings of the 6th . International Conference on Ferrites, The Japanese Society of Powder and Powder Metallurgy, Kyoto, 1992,■p. 1233.A. Yanagitani, Sanyo Special Steel Co. Ltd., private communication.;[6] Powder Diffraction File，Card No. 36-0398, Joint Committee on Powder Diffraction, Standard, Swarthmore, . PA.J7] T. Nagashima, in: S. Chikazumi, K. Ohta, K. Adachi，N. Tsuya^ Y. Ishikawa, (Eds.) Handbook of Magnetic feL Materials, Asakura Shoien Publishers，Tokyo, 1990, p. 1102. (in Japanese) miF. Ollendorff, Archiv Elektrolechnik 25 (1931) 436.H) LJ. van der Pauw, Philips Res Rept 13 (1958) 1.Ko) T. Yamamoto, Y. Ulsushikawa, J Jpn Inst Met 40 (1976) 975. (in Japanese)。