NiCuZn铁氧体的偏置特性及温度稳定性研究

采用传统陶瓷制备工艺制备了NiCuZn铁氧体材料。研究了V2O5、MoO3掺杂对NiCuZn铁氧体材料的微观形貌、直流叠加性能、温度稳定性的影响。研究表明,适量添加V2O5、MoO3可增加铁氧体材料晶界非磁性相的厚度,提高退磁场Hd;从而降低铁氧体材料的磁导率在直流叠加磁场作用下的下降速度。适量添加V2O5、MoO3可调整材料的晶粒尺寸及气孔、晶界等非磁性相的含量;进而改变饱和磁化强度、磁各向异性场、退磁场对材料磁导率的影响权重,最终达到调整材料温度系数的目的。     

镍锌比和BSZ玻璃对NiCuZn铁氧体组织与性能的影响

采用固相合成法制备了NiCuZn铁氧体材料,研究了原材料中氧化镍与氧化锌的摩尔比和添加不同含量BSZ(B2O3-Si O2-ZnO)玻璃成分对NiCuZn铁氧体组织与性能的影响,重点考察了对该材料直流偏置特性的影响。结果表明,随着增加镍锌比,所制NiCuZn铁氧体的相对磁导率逐渐下降,但在镍锌比摩尔为1.1时,具备较高的饱和磁感应强度和良好的耐直流冲击性能;随着BSZ玻璃添加量的增加,NiCuZn铁氧体材料的烧结致密度和相对磁导率都单调下降,但对直流偏置特性呈现不同程度的影响。     

铁氧体材料预烧温度对磁芯包封性能的影响

目前电子行业所用色码电感,均是在铁氧体磁芯上绕上不同线径、不同圈数的漆包线后,再用环氧树脂将其包封起来,根据感值大小不同打上不同色环制成的。这类电感多半工作在高频率,低功率的环境中。电感的生产厂家经常会遇到这样的问题,包封前电感己调整到标准值的公差范围内,但包封后,电感值和Q值却比包封前略低了,这主要是因为包封涂料与磁芯的热膨胀系数不同,磁芯受到应力所致,可通过在磁芯表面上先裹一层缓冲剂如硅胶,     

直流偏磁下铁氧体磁性材料特性测试方法的研究

提出两种方法了对Mn-Zn铁氧体磁芯磁导率的直流叠加特性进行研究.用插入损耗法和伏安法得出偏磁状态下的铁氧体磁芯的H～μr和f～μr曲线.     

预烧温度对LiZn铁氧体微结构和性能的影响

研究了预烧温度对LiZn铁氧体微结构、密度、气孔率和磁性能的影响.结果表明,预烧温度影响粉体的活性,适宜的预烧温度是获得良好显微结构和高性能铁氧体的必要保证.气孔率P减小,饱和磁感应强度Bs、矩形比Br/Bs(Br为剩余磁化强度)增加;平均晶粒尺寸Dm增大,矫顽力Hc减小.P和Dm决定铁磁共振线宽ΔH的大小,但前者的作用比后者大.当预烧温度为800 ℃时,材料的P 最小,Bs和Br/Bs达到最大值,ΔH有最小值.当预烧温度为950 ℃时,Dm最大,Hc最小.综合各方面的性能,最佳的预烧温度确定为800 ℃.     

BBSZ玻璃掺杂对NiCuZn铁氧体性能的影响

采用传统的陶瓷工艺,低温烧结制备了Bi2O3-H3BO3-SiO2-ZnO(BBSZ)玻璃掺杂的NiCuZn铁氧体材料,研究了BBSZ掺杂量对铁氧体材料烧结密度、微观形貌和电磁性能的影响.研究表明,适量的BBSZ掺杂可以显著改善铁氧体的烧结性能和微观结构,进而对其电磁性能产生明显的影响.当BBSZ掺杂量为质量分数0.7...     

预烧工艺对MnZn功率铁氧体的影响

采用传统的陶瓷工艺制备了MnZn功率铁氧体,研究了预烧工艺对预烧料的磁化率和振实密度的影响,并在此基础上,探讨了预烧温度对烧结样品微观结构和磁性能的影响。结果表明,升温速度和保温时间对预烧料的磁化率和振实密度的影响都很小,预烧温度对其起决定性作用。当预烧温度从700℃提高至1 000℃时,预烧料的磁化率提高了近10倍,振实密度提高约20%。当预烧温度为900℃时,所得MnZn功率铁氧体具有良好的烧结微观结构和最低的功率损耗。     

复合掺杂对NiCuZn铁氧体磁性能的影响

为了获得高初始磁导率(μi)、低损耗的NiCuZn铁氧体,研究了复合掺杂微量元素对其磁性能、电阻率和微观结构的影响。实验中加入了四组不同含量的微量元素,用了尼龙罐与钢罐两种球磨罐,结果表明:当掺入的Bi2O3,PbO,TiO2及Co3O4质量分数分别为0.11%,0.30%,0.01%及0.20%,在950℃烧结时,所获铁氧体的磁性能为:μi为480,电阻率为4×109Ω·m,Hc为44.5A/m。且钢罐球磨料的综合性能优于尼龙罐。     

铁氧体烧结气氛对固相反应的影响

本文主要讨论了铁氧体材料在烧结过程中固相反应对平衡气氛的要求，重点介绍了铁铁氧体的形成与氧气烧结、锰铁氧体的形成与真空、氮气绕结、铁铁氧体的形成和锰铁氧体的形成以及它们对绕结气氛的不同要求。     

热处理温度对Z型铁氧体反射损耗的影响

本文采用溶胶-凝胶工艺制备Z型铁氧体材料，并且通过不同的热处理温度对Z型铁氧体的成相结构、电磁参数、反射损耗的影响进行研究。结果表明，当热处理温度为1250℃—1275℃时，材料成相完全，磁导率增加，反射损耗增大。     

低温烧结NiCuZn铁氧体材料及叠层片式电感应用研究

从模拟向数字、定频向变频、接插件向平面片式化的方向发展是当前电子信息技术变革的主要方向,而叠层片式电感器件及其相关的低温共烧铁氧体材料,则是实现无源接插件向平面片式化发展的技术瓶颈。通过理论分析、材料研制以及器件应用验证三位一体的研究模式,实现了从材料微观、宏观性能的分析到材料研制途径和工艺优化以及片式器件设计及制备的综合调控,为开发高性能的低温烧结NiCuZn铁氧体材料及叠层片式电感器件奠定理论和实践基础。在理论研究方面,首先分析了决定低温烧结NiCuZn铁氧体材料主要磁性能:包括起始磁导率、品质因数、饱和磁感应强度、居里温度和矫顽力等的关键影响因素,为材料研制过程中如何控制和改善这些磁性能提供了重要的理论指导。然后又从物质迁移的角度探讨了促进NiCuZn铁氧体低温烧结和致密化的有效途径。此外,为了实现低温烧结NiCuZn铁氧体能够根据磁导率目标要求进行材料配方的"量身定制",还结合理论推导和数值拟合得到NiCuZn铁氧体磁导率的半经验计算公式,并基于遗传算法建立配方优化设计程序,大大提高了材料研发的效率和速度。在材料实验研究方面,分别采用了三种方法,即氧化物法、sol-gel法以及复合法对低温烧结NiCuZn铁氧体展开研究。在氧化法材料研制过程中,首先明确了NiCuZn铁氧体配方设计的基本原则,并在此基础上详细研究了主配方中CuO含量对材料烧结特性、微观形貌及电磁性能的影响,确定当主配方中x(CuO)为10.2%时,能较好兼顾材料低温烧结和高电磁性能的要求。此后通过对比实验,详细研究了预烧温度、球磨时间以及升温速率等制备工艺参数对材料烧结特性和电磁性能的影响。确定了低温烧结NiCuZn铁氧体最佳的预烧温度为800℃;最佳的二次球磨时间为24 h;最佳的升温速率应≤2.5℃/min。最后研究了不同的掺杂组合模式对材料性能的影响,明确了获得高磁导率的掺杂模式为:加入物的最佳质量分数是1.5%Bi2O3+0.3%WO3;兼顾高磁导率和高品质因数的掺杂模式为:1.5%Bi2O3+0.3%WO3+0.2%Co2O3。在sol-gel法低温烧结NiCuZn铁氧体材料研制过程中,首先对工艺过程中形成的干凝胶、自蔓延燃烧粉末以及最终烧结样品的晶相结构进行了分析。明确了经过自蔓延燃烧后的粉末已经铁氧体化,且粉末颗粒尺寸仅为几十纳米,具有很好的表面自由能。然后将sol-gel法与氧化物法制备样品的烧结特性和电磁性能进行了综合对比,详细分析了两种低温烧结铁氧体制备方法各自的技术优劣。此后,又采用了综合氧化物法和sol-gel法的复合法进行低温烧结NiCuZn铁氧体材料的研制。研究发现,纳米铁氧体微粉掺杂对促进NiCuZn铁氧体的低温烧结效果明显。这是由于具有高活性的纳米微粉均匀混合到氧化物法制备的微米级粉料中,增大了颗粒之间的接触面积及互扩散的缘故。同时,复合法能够避免氧化物法和sol-gel法各自技术上的一些缺陷,因而有望获得更好的材料电磁性能。在片式电感应用研究方面,首先基于有限元计算和电磁场仿真的思想,借助HFSS软件,进行片式电感结构的优化设计及性能的仿真预测。明确了对于0603型片式电感,当采取绕线长边长a=1 200μm,短边长b=500μm,绕线线宽w=100μm,绕线距上下边距μ=150μm时,能获得较好的片式电感性能。同时,通过拟合得到片式电感的感量与叠层匝数之间的指数关系。此后,对片式电感制备工艺流程进行了详细分析,明确了一些工艺控制的关键技术。最后,采用研制的低温烧结NiCuZn铁氧体材料,按照优化的片式电感结构,在电子科大LTCC工艺线上进行了片式电感的实际研制。经验证,实际制备的片式电感的感量比仿真预测值偏低,这主要是由于片式电感磁芯的磁导率与标样环有一定的差异所致,但电感量与叠层绕匝数之间的指数关系与预测值较为吻合。     

NiCuZn铁氧体的组成对PZT/NiCuZn材料性能的影响

首先用sol-gel法制得了Pb0.95Sr0.05(Zr0.52Ti0.48)O3纳米粉料(简称PZT),然后采用固相反应法制备了ζ(PZT:NiCuZn)为1:9和3:7的两种复合材料。研究Ni0.26-xCu0.19+xZn0.55Fe2O4铁氧体的组成对低温烧结复合材料的显微结构、电磁性能的影响。结果表明:当x=0.02的化学组成为主配方时,复合材料可实现900℃低温烧结,且ζ(PZT:NiCuZn)为1:9的复合材料的μi高达92,Q值为39,ε′为19;而ζ(PZT:NiCuZn)为3:7的复合材料的μi为26,Q值为19,ε′为32。     

纳米复合材料NiCuZn铁氧体/SiO2的结构和磁性能

以正硅酸乙酯和硝酸盐为原料,采用sol-gel法制备了Ni0.25Cu0.25Zn0.5Fe2O4/SiO2纳米复合材料。利用TGA/DTA,XRD,TEM和VSM,研究了热处理过程中,干凝胶的变化及样品的结构、晶粒尺寸和磁性。结果表明:由于样品中SiO2在高温下晶化,随着热处理温度的升高,样品的比饱和磁化强度和矫顽力先增大后减小。经900℃热处理后,样品中Ni0.25Cu0.25Zn0.5Fe2O4粒径约为30nm,比饱和磁化强度Ms为50Am2·kg–1,矫顽力Hc为4.22kA·m–1。     

制备工艺对PZT/NiCuZn复合材料电磁性能的影响

采用sol-gel法、固相反应法和掺杂的sol-gel法三种制备工艺,制备了PZT与NiCuZn质量比为3:7和4:6的两种铁电/铁磁复合材料。研究了不同制备工艺对低温烧结复合材料显微结构和电磁性能的影响。结果表明:三种制备工艺都能很好地实现900℃低温烧结,且所制复合材料的ρv大于5.2g·cm–3,μi大于19,Q值大于265,ε′大于45。相对而言,掺杂的sol-gel法所制材料性能最好,其次是固相反应法,再次是sol-gel法。但是,从适于批量生产以及降低成本的角度考虑,固相反应法更符合实际。     

CuO掺杂量对LSMO/NiCuZn复合材料微波特性的影响

采用固相反应法制备了La0.67Sr0.33MnO3/(Zn0.6Fe0.4)[Ni0.4-xCuxFe1.6]O4(LSMO/NiCuZn)铁氧体复合材料。研究了CuO掺杂量对复合材料在1MHz～1.8GHz频段下的复磁导率频谱特性和复介电常数频谱特性的影响。结果表明:CuO掺杂量的增加(x=0.05～0.20),提高了复合材料磁谱与介电谱的虚部,增加了材料的磁损耗与介电损耗,提高了材料的吸波性能。当CuO的掺杂量x为0.20时,复合材料磁导率和介电常数的虚部分别达到27和107。     

钴掺杂量对锰锌铁氧体显微结构和性能的影响

采用氧化物工艺制备了钴掺杂的锰锌铁氧体。研究了钴掺杂量对其显微结构和磁性能的影响。结果表明,添加质量分数为0.02%的钴后,可以明显地改善材料的显微结构,使其磁滞常数(ηB)降低到1.5×10–7 mT–1,应用频率提高到200 kHz。     

BaO-Y2O3-5TiO2系微波介质陶瓷预烧温度研究

采用传统电子陶瓷工艺制备了BaO-Y2O3-5TiO2系微波介质陶瓷。研究了预烧温度对其烧结性能、相组成、显微结构和微波介电性能的影响。结果表明:合适的预烧温度能优化陶瓷的烧结性能,提高其致密性和介电性能。以不同预烧温度制备的BaO-Y2O3-5TiO2系微波介质陶瓷,其主晶相都是烧绿石结构的Y2Ti2O7。最佳预烧温度为1100℃,在烧结温度为1240℃时,εr为54,tanδ为9×10–4,Q值为3450(4.27GHz)。