Li铁氧体的低温制备及仿真应用

论文摘要

为了适应当今通信器件小型化、集成化的要求,满足叠层共烧的需要,本文研究适合于低温共烧的Li系微波铁氧体材料,以及基于其上的仿真应用。本文介绍了传统的微波铁氧体材料制作和低温共烧微波铁氧体制备工艺,并从原理出发,分析了Li系尖晶石材料的晶体结构、技术磁化、超交换作用、铁磁共振,以及材料的微波应用机理。在制作低温Li铁氧体过程中,选用了机械研磨法和溶胶凝胶法两种工艺分别进行,从降低烧结温度的程度、获得的材料性能、微观结构、添加剂的量、缺铁量等方面分别进行了研究比较,并使用其中的材料进行了多叠层印刷实验和计算机仿真设计,得出下面的结论:1.材料的烧结温度Ts≤900℃;饱和磁化强度Ms:414～255 kA/m,共振线宽ΔH≤25 kA/m,居里温度Tc≥400℃。2.用Sol-Gel法制备的LiZn铁氧体粉的粒度为约24nm,用氧化物法制备的精细研磨粉料的平均粒度约为170nm,Sol-Gel法更容易获得低于900℃的烧结温度。3.获得的低温共烧材料能够满足叠层印刷的要求,通过计算机仿真,有一定的应用范围。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 铁氧体的发展
• 1.2 微波铁氧体的应用
• 1.3 微波铁氧体材料的常规制备
• 1.4 低温共烧铁氧体的应用
• 1.4.1 叠层片式化进程
• 1.4.2 叠层片式化制作工艺
• 1.4.3 叠层片式化对铁氧体粉料的要求
• 1.5 本论文的研究意义及方案
• 1.5.1 研究意义
• 1.5.2 研究目标
• 1.5.3 研究方案
• 第二章 理论基础
• 2.1 尖晶石铁氧体的晶体结构和物理磁性
• 2.2 尖晶石铁氧体的磁晶各向异性
• 2.3 尖晶石铁氧体中的超交换作用与居里温度
• 2.3.1 尖晶石铁氧体中的超交换作用
• 2.3.2 尖晶石铁氧体的居里温度
• 2.4 尖晶石铁氧体的磁化曲线和磁化机制
• 2.4.1 磁化曲线和磁滞回线
• 2.4.2 技术磁化机制
• 2.4.3 磁化曲线的数学模型
• 2.4.4 剩余磁化强度
• 2.4.5 剩磁比R
• 2.5 Li 微波铁氧体的旋磁性
• 2.5.1 磁化强度的一致进动和铁磁共振
• 2.5.2 铁磁共振线宽ΔH
• 2.6 应用微波铁氧体材料的器件及其工作原理
• 第三章 实验方法与过程
• 3.1 工艺流程
• 3.1.1 溶胶凝胶法制备工艺流程
• 3.1.2 机械球磨法制备工艺流程
• 3.2 试验用原材料
• 3.3 试验用设备
• 3.4 样品制备
• 3.4.1 配料
• 3.4.2 溶胶
• 3.4.3 凝胶
• 3.4.4 球磨
• 3.4.5 精细球磨
• 3.4.6 热处理和预烧
• 3.4.7 干燥成粉
• 第四章 实验结果和分析
• 4.1 溶胶凝胶法制备Li 系铁氧体低温粉的实验结果与分析
• 20₃ 添加量对烧结温度和性能的影响'>4.1.1 Bi₂0₃添加量对烧结温度和性能的影响
• 4.1.2 x 射线衍射谱及粉料粒度
• 4.1.3 致密化和晶粒生长过程（SEM 分析）
• 4.1.4 Sol-Gel 法LiZn、LiZnTi 和LiMgZn 系铁氧体材料性能
• 4.1.5 溶胶凝胶法制备材料的烧结特性
• 4.2 氧化物法制备低温烧结Li 系铁氧体的实验结果及讨论
• 4.2.1 球磨时间与粒度及比表面积的关系
• 4.2.2 收缩率η、相对磁化强度随预烧温度的变化和x 射线衍射分析
• 4.2.3 氧化物法缺铁量实验
• 4.2.4 氧化物法氧气烧结与tgδε的关系
• 4.2.5 氧化物法低温烧结LiZn 铁氧体的x 射线分析结果
• 4.2.6 氧化物法的低温烧结特性
• 4.2.7 氧化物法LiTiZn 的低温烧结特性比较
• 4.3 溶胶凝胶法与氧化物法的比较
• 4.3.1. 材料性能比较
• 4.3.2 Sol-Gel 法与氧化物法低温烧结材料的显微结构比较
• 4.4 分析结论
• 第五章 低温烧结Li 铁氧体的仿真应用研究
• 5.1 全铁氧体基板传输特性研究
• 5.2 应用6-18GHz 超宽带环行器仿真研究
• 第六章 数据库应用—Li 铁氧体配方设计及数据平台
• 6.1 主界面
• 6.2 “原材料配方及计算”界面
• 6.2.1 “尖晶石原材料”界面
• 6.2.2 “尖晶石配方计算”界面
• 6.2.3 “尖晶石Ms、Tc 计算对比”界面
• 6.3 “报表一览”界面
• 6.4 “离子取代曲线”报表
• 6.5 对项目的编程
• 6.6 小结
• 第七章 总结和展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻硕期间取得的研究成果