一、前言
随着电子工业和 IT工业的迅速发展，市场对软磁铁氧体的需求量愈来愈大，国内锰锌铁氧体制备工业发展迅速，不但从数量上，而且从质量上均有显著提高，由于锰锌软磁铁氧体生产，特别是高导锰锌铁氧体生产的利润空间较高。因此，目前还不断有资金涌进，如何优化工艺路线选择具有高性能/价格比的合适设备，成了企业竞争必须慎重考虑的问题。笔者从这几年对软磁铁氧体烧结设备的研究及与许多生产企业的交流和多年从事烧结工艺研究的经验，提出一些个人看法供同仁参考。
二、试验研究用烧结设备
锰锌铁氧体具有显著的面向用户特点。因为锰锌铁氧体主要用于制备构成电路的三大基础元件电阻、电容、电感之一的电感磁芯，不同的电子和 IT产品，其对电感性能要求是极不相同的。如在低频电路中，很关心的是电感的功耗，但在高频电路中，则更关心电感的频宽，在IT行业为了便携，对元件体积就提出更苛刻的要求，因此磁导率有时作为一个主要的参数来考核。
我们知道，自然界中万物都有自己的规律，具有不同化学成分和晶格组成的物质将有不同的物理性能，因此锰锌铁氧体磁芯生产厂家需要根据用户的需求，生产满足不同用户要求的产品。但如何针对不同用户的要求制定适合用户需求产品的烧结工艺，这种百科全书在市面上是很难找到的，各个企业都有自己的一些认识，而这些认识的建立往往都是花费了巨额投资才能得到的。据日本 TDK奥谷克伸先生介绍，关于配方研究，他自己就做了一万多次试验。人类对客观事物的认识，许多都是建立在科学试验的基础上，这是西方哲学思想的一个重要特点，只有通过试验，观察，推理，演绎，我们才能去除事物的表象，掌握事物的内在本质特征。但如何缩短这一进程，以最小的投入和最快的速度达到我们对一项未知事物的掌握，方法论在这里起到及其重要的作用。
锰锌铁氧体的特点是构成具有高磁导率晶体的铁、锰离子均为价态可变，其构成有 Mn ＋ 3 ， Mn ＋ 2 、 Fe ＋ 3 及 Fe ＋ 2 。其间不同的组成将具有不同的性能。因此烧结工艺研究的目的一是配方，二是烧结工艺曲线。在配方确定的基础上，从物理化学观点看，如何在烧结过程中保证生成所需产品的晶体所对应的化学位将是至关重要的。在锰锌铁氧体烧结过程中，配方确定之后，化学位是温度和气氛的二元函数，其关系为 lg PO 2 。由于这一原因，锰锌铁氧体制备对烧结设备就提出了很高的要求，除了传统烧结电阻炉对发热元件、窑衬材料及炉型结构的优化之外，对控制技术亦提出了极为严格的要求。不但要满足温度场，气氛场的均匀，还要求能自动程序控制，尤其在烧成后的降温阶段，要使气氛能严格按照工艺所需的lgPO 2 无级跟踪。由于这一原因，锰锌软磁铁氧体的烧结设备也经历了钢包炉——推板窑——钟罩炉的发展过程，产品一致性和合格率也由30%左右提高到90%以上。但在工艺参数制定的基础研究设备方面，国内目前还存在很大的距离，远远跟不上整个产业发展的速度，拖了行业发展的后腿。
从科学试验的规律，作为基础研究的设备，在技术性能和控制精度上应达到和超过生产设备。可国内目前锰锌铁氧体的烧结设备，工业炉温度均匀性可控制在± 5℃范围之内，而试验炉上下温差达数十度，工业炉可实现全过程人工智能计算机控制，而试验炉还大多停留在单回路控制器的水平。工业炉装备有快冷循环系统，而试验炉均为自然冷却，二者差别很大。实验炉无法模拟工业炉的生产过程，工业炉无法重复试验炉做出的工艺曲线。二者不是同比放大过程，而是无序过程，致使许多企业为了拿出符合用户要求的产品，不得不用工业炉来做试验。但作为试验设备，目的是摸规律，为了能确定一条工艺曲线，用较科学的旋转回归正交试验也要做二十次试验，而用工业炉来做试验成本是负担不起的，由此造成国内高档位锰锌铁氧体与国外水平差距增大。
正确的试验方法，应采用小试（管式炉）探索＋小试（管式炉）旋转回归正交试验来摸出规律和确定最优点。然后用一垛钟罩炉进行扩大试验，再进入工业生产。作为管式炉和扩试用钟罩炉的气氛和温度场的均匀性，控制应等于或优于工业炉。用这种方法，就能保证企业能及时根据市场用户的订单要求，及时调整配方和工艺曲线，以生产出满足不同用户要求的合格产品。根据日本 TDK奥谷克伸先生介绍，在日本TDK仅试验用的管式炉就配备了100多台。这也是为什么TDK公司能处于软磁行业世界领先地位的根本原因之一。
海辰炉业针对行业存在的问题，进行了解决这一问题的烧结软磁铁氧体实验炉的开发，采用一拖二的方案，即控制系统采用已成功运用于工业炉的软磁铁氧体人工智能计算机控制系统。配一台作小试用的φ 100×1500管式烧结电炉及一台一垛钟罩式扩试电炉，加热元件均采用三组控温，以保证 温度场均匀性＜±5℃以上，气氛控制采用进口高精度氧分析仪进行连续气氛检测，并配以进口高精度质量流量控制器实现气氛的计算机准确控制。目前已为东磁中央试验室制造了一台，并于2004年11月底投入了运行。同时正在为无锡晶石、晶源电子中心试验室做供货准备。这样企业将以较少的投入，解决好磁芯研究的烧结设备问题，使试验和生产过程能很好的结合起来。目前这一设备已正式投入运行，得到东磁公司的充分肯定，我们相信这一产品的开发成功，将加速促进我国锰锌软磁铁氧体的产品质量和性能的提高，使这一行业不但能做大而且做强。
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