M型钡铁氧体及自偏置环形器的研究

发布时间：2017-08-02 09:06

  本文关键词：M型钡铁氧体及自偏置环形器的研究

  更多相关文章： M型钡铁氧体 掺杂 磁性能 单Y结微带环形器

【摘要】：电子信息技术的不断发展伴随着电磁频谱的不断扩展,微波通信技术的发展要求器件朝小型、轻量、集成化发展。M型钡铁氧体具高饱和磁化强度、大矫顽力和高剩磁比,通过离子取代等方法还可有效调整磁晶各向异性场、饱和磁化强度等,是一种潜在的优良的毫米波材料,可用于自偏置器件设计。本论文主要探索了Co2+Zr4+、Co2+Ti4+、Zn2+Zr4+离子取代BaM中Fe3+离子对磁性能的影响,并基于M型钡铁氧体材料设计单Y结微带环形器,讨论了磁晶各向异性和剩余磁化强度对自偏置环形器的影响。XRD测试表明Co2+Zr4+、Co2+Ti4+、Zn2+Zr4+离子都能很好的取代BaM中的Fe3+离子,制备得到单一的物相,只有Co2+Zr4+离子掺杂量较大时出现了少量杂峰,同时发现衍射峰的峰位有微小的位移,这是由于取代离子半径与铁离子半径不同引起晶格畸变造成的。从SEM图中可以发现Co2+Ti4+离子掺杂在相同条件下比其他两种掺杂制得的晶体颗粒更大,气孔更小,致密度更好。CoTi离子的掺杂有助于烧结的致密化。三种掺杂实验测得的比饱和磁化强度有很大的不同,在本论文实验的掺杂量下,Co2+Zr4+离子取代下比饱和磁化强度σs随着掺杂量的增加先是增加到58.5 emu/g随后逐步下降到48.7emu/g。Co2+Ti4+离子取代下比饱和磁化强度σs则是随掺杂量增加一直下降,其最低值为47.8 emu/g。Zn2+Zr4+离子取代下比饱和磁化强度σs则随掺杂量的增加一直增加到63 emu/g。比饱和磁化强度的改变是BaM晶胞中部分Fe离子被取代的结果。Co2+离子偏向于占据4f2位和4f1位,而Zr4+离子随掺入量的增多不仅占据4f2位还会占据12k位,Ti4+离子则优先占据2b位,Zn2+离子和Zr4+离子则喜占4f2位和2b位,这些离子占位的不同引起晶胞净磁矩的变化,从而引起比饱和磁化强度随掺杂量的增加呈现不同变化趋势。这些离子取代实验都使得BaM铁氧体磁晶各向异性较少,矫顽力下降,材料由永磁性向软磁性转变。通过对环形器结的电磁场分析推导出第一第二环形条件,据此采用电磁仿真软件HFSS设计了工作频率为20-28 GHz的单Y结环形器,环形器的插入损耗小于3 dB,回波损耗和隔离损耗全都大于20 dB。在自偏置环形器中磁晶各向异性场将改变κ/μ的值。剩磁比过低时自偏置环形器性能变糟糕。
【关键词】：M型钡铁氧体 掺杂 磁性能 单Y结微带环形器
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM277
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 概述10
• 1.2 M型钡铁氧体的磁性物理基础10-14
• 1.3 BaM铁氧体的国内外研究与现状14-15
• 1.4 本文研究的主要内容和结构安排15-17
• 第二章M型钡铁氧体简介17-24
• 2.1 BaM铁氧体的晶胞结构和磁性来源17-20
• 2.2 BaM铁氧体的取代20-21
• 2.3 BaM铁氧体的制备21-24
• 第三章 不同离子取代对BAM磁性能的影响24-43
• 3.1 掺杂BaM铁氧体的制备与测试24-25
• 3.2 CoZr取代对BaM铁氧体磁性能的影响25-31
• 3.2.1 CoZr取代下BaM的相结构25-28
• 3.2.2 CoZr取代下BaM的SEM图28-30
• 3.2.3 CoZr取代下BaM的磁性能及离子占位分析30-31
• 3.3 CoTi取代对BaM铁氧体磁性能的影响31-38
• 3.3.1 CoTi取代下BaM的相结构31-33
• 3.3.2 CoTi取代下BaM的SEM图及密度33-35
• 3.3.3 CoTi取代下BaM的居里温度35
• 3.3.4 CoTi取代下BaM的磁性能及离子占位分析35-38
• 3.4 ZnZr取代对BaM铁氧体磁性能的影响38-41
• 3.4.1 ZnZr取代下BaM的相结构38
• 3.4.2 ZnZr取代下BaM的SEM图38-40
• 3.4.3 ZnZr取代下BaM的磁性能及离子占位分析40-41
• 3.5 本章小结41-43
• 第四章 环形器的设计43-62
• 4.1 磁导率张量43-45
• 4.2 环形器原理45-50
• 4.3 环形器的设计与仿真50-55
• 4.3.1 环形器的参数设计50-52
• 4.3.2 环形器的建模与仿真52-55
• 4.4 自偏置环形器的初探55-60
• 4.4.1 磁晶各向异性场对自偏置环形器的影响55-58
• 4.4.2 剩余磁化强度对自偏置环形器的影响58-60
• 4.5 本章小结60-62
• 第五章 结论与展望62-64
• 致谢64-65
• 参考文献65-69
• 攻读硕士学位期间取得的成果69-70

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 蔡伟;张蓉;赵爱华;曾斌贝;;钡铁氧体在乙醇中分散行为的研究[J];粉末冶金技术;2007年06期

2 王海滨;刘树信;霍冀川;;温室固相法制备M型超细钡铁氧体的研究[J];绵阳师范学院学报;2008年05期

3 李雪莹;张蓉;蔡伟;赵爱华;许广宁;;钡铁氧体磁粉在液相中的分散性能[J];中国粉体技术;2009年04期

4 王潇雅;黄英;吴燕飞;赵阳;;W型钡铁氧体的研究进展[J];宇航材料工艺;2012年01期

5 董明旺;;钡铁氧体合成方法总结及研究[J];科技信息;2013年02期

6 肖方明，余春先;高性能钡铁氧体（同性）的研究[J];磁性材料及器件;1995年04期

7 徐健,白新德,韦丹,宋阳,武庆兰,要继忠,吕宝顺;钡铁氧体磁粉颗粒尺度的扫描电镜测量[J];清华大学学报(自然科学版);1999年10期

8 李康,魏群,古宏晨;水热法合成六角片状钡铁氧体[J];华东理工大学学报;2003年04期

9 谢丹阳,高发明;M型钡铁氧体的制备与表征[J];兵器材料科学与工程;2004年01期

10 张晏清;纳米钡铁氧体的柠檬酸盐法制备与吸波性能[J];同济大学学报(自然科学版);2004年02期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 刘跃;刘颖;;钡铁氧体的高效合成[A];中国化学会第27届学术年会第08分会场摘要集[C];2010年

2 谢宇;魏娅;洪小伟;李二龙;高云华;;镧掺杂钡铁氧体-聚苯胺复合材料的制备[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集（第3分册）[C];2010年

3 古映莹;胡肖华;李陆柯;陈星;;共沉淀制备M型钡铁氧体粉体及表征[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集（第7分册）[C];2010年

4 武晓威;冯玉杰;韦韩;刘延坤;;钡铁氧体的表面改性与红外隐身性能的研究[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集（8）[C];2007年

5 刘萍;张兴凯;陈秀雷;王明明;周玉楠;刘俊亮;张明;;超声辅助共沉淀制备近球形钡铁氧体单畴粉体[A];2012中国功能新材料学术论坛暨第三届全国电磁材料及器件学术会议论文摘要集[C];2012年

6 叶英;鹿牧;都有为;李文凯;陈婉容;;钡铁氧体的磁卡效应[A];首届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1992年

7 米飞;孟锦宏;孙杰;曹晓晖;;化学共沉淀法制备M型钡铁氧体包覆空心玻璃微珠复合物及其磁性能[A];2008全国功能材料科技与产业高层论坛论文集[C];2008年

8 杨仕清;张怀武;刘颖力;王豪才;;纳米级钡铁氧体的制备和磁性能的研究[A];第二届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1995年

9 程知萱;潘庆谊;张剑平;董晓雯;王廷富;;针状超细BaFe_(11)Co_(0.5)Ti_(0.5)O_(19)的制备研究[A];第四届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];2001年

10 赵芳;李俊寿;李苏;许宝才;;稀土元素和煅烧温度对钡铁氧体微纳米结构的影响[A];第十七届全国高技术陶瓷学术年会摘要集[C];2012年

中国重要报纸全文数据库 前1条

1 ;华能诸暨磁性材料厂新产品通过省级鉴定[N];中国有色金属报;2003年

中国博士学位论文全文数据库 前6条

1 李元勋;M型钡铁氧体及其复合材料的应用基础研究[D];电子科技大学;2008年

2 刘颖;掺杂M-型钡铁氧体的制备及磁学性能研究[D];哈尔滨工程大学;2007年

3 慕春红;钡铁氧体/介电复合磁电材料基础研究[D];电子科技大学;2013年

4 郭睿倩;稀土掺杂磁铅石型钡铁氧体超细粉末的制备及其磁性研究[D];中南大学;2001年

5 傅小明;稳恒磁场下制备铁氧体材料的基础研究[D];上海大学;2010年

6 岳中岳;磁有序材料的太赫兹时域光谱研究[D];上海大学;2014年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 高小佳;反相微乳液法制备掺杂钡铁氧体及其磁性能分析[D];哈尔滨工业大学;2009年

2 蔡伟;钡铁氧体分散行为及其对磁学性能影响研究[D];西北工业大学;2007年

3 李胜男;M型钡铁氧体/碳纳米管复合吸波材料的研究[D];西南科技大学;2015年

4 刘梦秋;离子取代对M型钡铁氧体材料微结构及性能的影响研究[D];电子科技大学;2015年

5 王跃;M型钡铁氧体及自偏置环形器的研究[D];电子科技大学;2015年

6 郑润华;六角钡铁氧体薄膜的制备及其结构和磁性能的研究[D];电子科技大学;2009年

7 谭科;微波钡铁氧体厚膜的制备及性能研究[D];电子科技大学;2010年

8 胡肖华;共沉淀法制备M型钡铁氧体及性能研究[D];中南大学;2011年

9 王冰青;毒重石的浸取及钡铁氧体的制备实验研究[D];重庆大学;2013年

10 李静;低维M型钡铁氧体的制备及其磁性能研究[D];山东大学;2014年

，

本文编号：608488