高功率复合微波柘榴石铁氧体的研究

论文摘要

本实验应用氧化物法制备了高功率复合YGdAlIG系列微波柘榴石铁氧体，对影响其性能参数的因素作了研究。实验结果表明，微量Mn（0.04～0.12）的加入可以有效降低材料的介电损耗，而且可以提高剩磁比，并在一定的范围（＞0.08）内使Ms稍有增加；通过Al的取代可以显著降低材料的饱和磁化强度Ms，每0.1molAl3+取代0.1molFe3+的材料使Ms约减小4KA／m，但Al的取代也会使居里温度有所下降。通过Gd含量的增加可以提高材料的温度稳定性，得到Ms的温度系数绝对值接近2×10-3（1／℃）的YIG材料。Co的加入使得微波铁氧体的自旋波线宽ΔHK增加，从而使材料适用于较高的功率。Co的加入还可以提高剩磁比。球磨工艺对材料的性能影响很重要，用乙醇+丙酮作为球磨分散介质，能有效改善材料的介电性能。普通烧结条件下，实验的最佳烧结温度在1460℃-1470℃左右。热压烧结可以提高材料的致密度，使材料的气孔率减小到2％以下。实验还采用溶胶凝胶法制备了YIG微粉，对凝胶的制备过程以及热处理工艺也进行了分析与探讨。材料应用于S波段移相器进行测试，插入损耗＜1.5dB，反向隔离＞20dB，平均功率＞180W。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 微波铁氧体的发展与现状
• 1.2.1 微波铁氧体与器件
• 1.2.2 微波铁氧体的发展
• 1.3 本课题研究的目的与内容
• 1.3.1 本课题的目的与意义
• 1.3.2 本课题研究的主要内容
• 第二章 影响微波铁氧体性能参数的研究
• 2.1 微波铁氧体的主要性能
• 2.1.1 微波铁氧体的旋磁特性
• 2.1.2 饱和磁化强度
• 2.1.3 铁磁共振线宽
• ε'>2.1.4 介电损耗角正切tanδ_ε
• 2.1.5 饱和磁矩的温度稳定性与居里温度
• 2.1.6 高功率门阈场
• 2.1.7 自旋波线宽
• 2.2 柘榴石的晶体结构及离子取代
• 2.2.1 晶体结构
• 2.2.2 离子取代及磁矩
• 2.3 本章小结
• 第三章 实验与研究
• 3.1 制备方法
• 3.1.1 传统方法
• 3.1.2 非传统方法
• 3.2 实验内容
• 3.2.1 原材料
• 3.2.2 试样的制备
• 3.3 实验与检测设备
• 3.3.1 主要制备设备
• 3.3.2 检测设备与方法
• 3.4 本章小结
• 第四章 结果与讨论
• 4.1 Mn取代对材料性能的影响
• 4.2 Al取代对材料性能的影响
• 4.3 Gd取代对材料性能的影响
• 4.4 Co取代对材料性能的影响
• 4.5 球磨工艺对材料性能的影响
• 4.5.1 球磨时间对材料性能的影响
• 4.5.2 分散介质的影响
• 4.6 烧结工艺对性能的影响
• 4.7 溶胶凝胶法YIG微粉的制备
• 4.8 本章小结
• 第五章 结论
• 致谢
• 参考文献