高性能低温烧结软磁铁氧体材料

由清华大学周济等完成

    该项目属信息功能材料领域，是在国家863计划“九五”重大项目和“十五”重点项目的支持下完成的。
    软磁铁氧体是一类用途广泛的功能陶瓷材料，其烧成温度通常在1200～1400℃。而随着电子信息技术的发展，电感类元件的片式化和集成化工艺要求铁氧体磁介质在900℃以下烧成，以便实现与Ag内导体的共烧。该项目从电子元件高端产品的需求出发，通过对软磁铁氧体烧结机理、显微结构和掺杂改性的深入系统研究，研制出新颖的铁氧体陶瓷低温烧结的工艺路线。
    该项目的基本特点是不采用通常加入过多的低烧添加剂来降低烧成温度的办法，而是通过高烧结活性纳米陶瓷前驱体、复合助烧剂协同作用、等价置换和异价取代、引入缺陷活化晶格等多种措施，并采用“两段式烧结”等新工艺技术，将“低温烧结－控制显微结构－材料改性”相结合，解决了铁氧体材料低温烧结与高性能难以兼顾的技术难题。研制出无助烧剂（或极低含量助烧剂）低温烧结NiCuZn铁氧体，其磁导率高出国际上同类材料一倍以上，电阻率提高近一个量级，为大感量、高功率片式电感器的实现提供了材料基础；研制出低温烧结Z型平面六角铁氧体，填补了甚高频段（200～1000MHz）片感用介质材料的空白；研制出低温烧结Y型平面六角铁氧体材料，使高频宽带磁珠元件的抗EMI频带覆盖范围从1GHz延展到3GHz。
    该项目获得中国发明专利5项，美国发明专利2项，日本发明专利1项。共发表学术论文百余篇，其中被SCI收录66篇，被他引127次。形成了我国在低温烧结铁氧体材料和片式电感类元件核心技术方面的自主知识产权，为国内片式电感类元件和无源集成技术产业的发展创造了条件。该成果先后在多个企业实现转化，取得了显著的经济和社会效益。