1.1. CÁC LOẠI NGUYÊN LIỆU DÙNG ĐỂ CHẾ TẠO VẬT LIỆU
1.1.2.2. Cấu trúc tinh thể và tính chất của vật liệu ferit từ
a. Cấu trúc tinh thể của vật liệu ferit
Vật liệu ferit từ là hỗn hợp các oxit kim loại và Fe2O3 có cấu trúc tinh thể. Các vật liệu ferit được chia thành 2 nhóm chính theo cấu trúc tinh thể:
Vật liệu spinel 2:3: Vật liệu từ mềm có cấu trúc lập phương. Cơng thức tổng qt của vật liệu spinel 2:3 có dạng MFe2O4 (Với M là các ion kim loại hoá trị 2: Mn2+, Ni2+, Zn2+, Fe2+, Cu2+, ..., hoặc Li22+) hoặc hỗn hợp các ion kim loại.
Vật liệu garnet: Vật liệu ferit từ có cơng thức tổng qt 3M2O3.5Fe2O3 (Với M là các kim loại đất hiếm như Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Y)
Vật liệu magnetoplumbite: Các vật liệu có cấu trúc lục phương (hexagonal) và có cơng thức tổng qt MO.6Fe2O3 (M: Ba2+, Sr2+, Pb2+). Vật liệu magnetoplumbite được phân nhỏ thành 3 nhóm có cấu trúc lục phương có cơng thức tổng qt:
Loại W: 1BaO.2MO.8Fe2O3 Loại Y: 2BaO.2MO.6Fe2O3 Loại Z: 3BaO.2MO.12Fe2O3
Với M là các ion kim loại hoá trị 2 Mn2+, Ni2+, Zn2+, Fe2+, Cu2+...
b. Tính chất từ của vật liệu spinel
Vật liệu spinel là loại vật liệu ferit từ mềm,các thông số từ dặc trưng của vật liệu là độ từ thẩm, giá trị cảm ứng từ bão hoà (Bs hoặc Ms), hệ số từ dư (Hs). Bằng phương pháp đo đồ thị đường từ trễ cho phép ta xác định các giá trị Bs hoặc Ms, Hc và giá trị của µ.
Độ từ thẩm của vật liệu ferit phụ thuộc vào thành phần và tỷ lệ thành phần trong cấu trúc tinh thể của vật liệu (bảng 1.9)
a0
A: Các dạng cấu trúc lập phương
ion KL (Fe3+ , Me2+) Oxy
a0 c
0
a0
B: Cấu trúc lục phương
Bảng 1.9: Độ từ thẩm, thông số từ và nhiệt độ Curie của một số ferit và vật liệu sắt từ [29, 57].
Ferit Từ trường bão hoà, Ms (emu/g) Độ từ thẩm riêng phần, µ’ Nhiệt độ Curie, 0C MnFe2O4 410 250 300 Fe3O4 480 70 575 Ni Fe2O4 270 10 590 Cu Fe2O4 135 70 455 Mg Fe2O4 110 10 310 Fe 1714±128 2000 770 Co 1422±159 250 1131 Ni 484±54.4 600 358
Cơ chế tổn hao từ trong vật liệu ferit do: [12].
1) Tổn hao từ trễ, do quá trình chuyển vách domen của từ trường 2) Tổn hao từ dư, do quá trình kìm hãm bên trong phân tử vật liệu. 3) Tổn hao do dòng Eddy, dòng điện cảm ứng trong vật liệu.
Tính chất và khả năng tổn hao từ của các vật liệu ferit được ứng dụng chế tạo các RAM.