高頻疊層片式電感用NiCuZn鐵氧體材料的結(jié)構(gòu)與性能研究.pdf

1、從模擬向數(shù)字、定頻向變頻、接插件向平面片式化的發(fā)展是當前電子信息技術(shù)變革的主要方向,而片式電感器件相關(guān)的低溫共燒鐵氧體材料則是實現(xiàn)無源接插件向平面片式化發(fā)展的技術(shù)瓶頸問題。本文的研究工作正是圍繞這一主體中的理論、工藝及應(yīng)用而展開的。旨在通過理論分析、材料研制以及性能測試分析,實現(xiàn)從材料微觀、宏觀性能的分析到材料研制途徑和工藝的優(yōu)化的綜合調(diào)控,為開發(fā)高性能的低溫燒結(jié)NiCuZn鐵氧體材料奠定理論和實踐基礎(chǔ)。本課題采用氧化物法對NiCuZn

2、鐵氧體展開研究,以金屬氧化物(Fe2O3, NiO、CuO、ZnO)為主要原料,經(jīng)過球磨、預燒、造粒、成型和燒結(jié)等工藝過程,得到環(huán)形NiCuZn鐵氧體試樣。采用HP4294A阻抗分析儀對樣品進行磁性能評價,采用XRD和SEM觀察試樣物相和微觀形貌來分析性能與微觀結(jié)構(gòu)的關(guān)系。首先研究了Ni0.30+xCu0.13Zn0.56Fe2.02-2xO4(x=0.03、0.02、0.01、0)配方中Fe203含量對鐵氧體燒結(jié)特性和電磁性能的影響。

3、結(jié)果表明：在x=0.02時,試樣燒結(jié)密度達到最大,為5.011g/cm3,品質(zhì)因數(shù)Q達到最大,為160；在x=0.01時,起始磁導率μi達到最大,為167；確定了當配方中x=0.01～0.02(即Fe203為49.5-50.0mo1％)時能較好的兼顧材料高磁導率和高品質(zhì)因數(shù)的目標要求。其次研究了Co203不同的添加量(x=0-1.0wt%)對鐵氧體性能和晶體結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明：0&amp

4、;amp;amp;amp;amp;lt;x<0.4wt%時,μi迅速下降,從507降低至244,Q迅速升高,由29增大至112,截止頻率fr由11.5MHz增大到23.5MHz,晶格常數(shù)由0.84298nm增大至0.83964nm；0.4≤x≤1.0時,μi下降減緩,從244降低至174,Q增大趨勢不明顯,在112左右,fr繼續(xù)增大至26.8M

5、Hz(x=0.6wt%),晶格常數(shù)開始增大至0.84030nm(x=0.6wt%)；確定將Co203的添加量控制在0.1～0.3wt%。還研究了MnCO3不同的添加量(0～0.9wt%)對鐵氧體燒結(jié)和磁性能的影響。結(jié)果表明：適量Mn離子的取代會提高鐵氧體的μi,但同時會降低材料的Q值,MnCO3摻雜量為0.3wt%時,μi達到最大值,為350,此時Q值為97(復合摻雜0.2wt%Co2O3)。為了兼顧高磁導率和高品質(zhì)因數(shù),確定摻雜模式為