高旋磁性NiCuZn铁氧体流延厚膜研究

发布时间：2017-10-19 06:43

  本文关键词：高旋磁性NiCuZn铁氧体流延厚膜研究

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【摘要】：NiCuZn铁氧体材料以饱和磁化强度可调节范围宽、居里温度高、铁磁共振线宽较窄等优点,被广泛应用于微波器件中。毫米波铁氧体环行器是毫米波雷达和通信系统的关键部件,起着使电磁波单向传输的重要作用。铁氧体材料性能对铁氧体环行器的性能起决定性作用。近年来,对更薄、更轻、更小型化的电子元器件的需求加速了铁氧体薄膜/厚膜材料的发展。本文对NiCuZn铁氧体厚膜流延和烧结等关键工艺进行研究,着重分析铁氧体流延厚膜物相、显微形貌及材料旋磁性能和微波磁损耗特性,最终制备出高旋磁性NiCuZn铁氧体厚膜材料。实验结果表明:(1)浆料粘度、流延速率、干燥温度等均对流延生带成型质量有重要影响:粘度低于320 mPa·s,生带将无法剥离且呈粉末状;干燥温度高于40oC,生带则出现成型不均匀龟裂;叠层数量对烧结后的厚膜样品的物相、磁性能均影响不大,选择时可结合实际使用进行灵活调整。(2)当取定保温时间为1.5 h,烧结温度在1020~1080oC范围内变化,样品的饱和磁化强度在1060oC取得最大值5140 Gs;取定1040oC烧结,延长保温时间至3.0h,样品的饱和磁化强度略增为5068 Gs。(3)基于弛豫理论分离不同烧结条件下的铁磁共振线宽,发现气孔致宽对铁磁共振线宽影响最大,降低表面粗糙度可使粗糙度致宽降至总线宽的10%以内。最后,基于上述NiCuZn铁氧体厚膜材料,利用HFSS软件对两种结构类型的Ka波段微带环行器进行仿真设计,仿真结果表明:(1)单Y结微带环行器S11-33 dB,|S21|0.86 dB,VSWR1.20,中心频率34 GHz的带宽为6.0 GHz;(2)双Y结微带环行器有S11-31 dB,|S21|0.72 dB,VSWR1.25,中心频率34 GHz的带宽为8.2 GHz。
【关键词】：NiCuZn铁氧体厚膜 流延工艺 铁磁共振线宽 Ka波段 微带环行器仿真
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN621
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 引言10-11
• 1.2 Ni系铁氧体旋磁材料研究现状11-13
• 1.3 环行器的发展趋势13
• 1.4 微带环行器的研究状况13-15
• 1.5 课题研究意义及内容15
• 1.6 本文结构与安排15-17
• 第二章 NiCuZn铁氧体旋磁理论17-29
• 2.1 铁氧体材料的旋磁特性17-22
• 2.2 Y结环行器网络理论22-26
• 2.3 微带环行器设计理论26-28
• 2.4 本章小结28-29
• 第三章 NiCuZn铁氧体厚膜流延工艺研究29-44
• 3.1 流延厚膜的制备工艺与表征29-32
• 3.1.1 流延工艺介绍29-32
• 3.1.2 材料性能参数测试32
• 3.2 流延浆料粘度研究32-35
• 3.2.1 研究过程33
• 3.2.2 浆料粘度对NiCuZn铁氧体厚膜微结构的影响33-34
• 3.2.3 浆料粘度对NiCuZn铁氧体厚膜材料性能的影响34-35
• 3.3 叠片厚度研究35-37
• 3.3.1 研究过程35-36
• 3.3.2 叠片厚度对NiCuZn铁氧体厚膜微结构的影响36-37
• 3.3.3 叠片厚度对NiCuZn铁氧体厚膜材料性能的影响37
• 3.4 干燥温度研究37-40
• 3.4.1 研究过程38-39
• 3.4.2 干燥温度对NiCuZn铁氧体厚膜微结构的影响39-40
• 3.4.3 干燥温度对NiCuZn铁氧体厚膜材料性能的影响40
• 3.5 流延速率研究40-41
• 3.5.1 研究过程40-41
• 3.5.2 流延速率对NiCuZn铁氧体厚膜显微结构的影响41
• 3.5.3 流延速率对NiCuZn铁氧体厚膜材料性能的影响41
• 3.6 排胶时间研究41-43
• 3.6.1 研究过程42
• 3.6.2 排胶时间对NiCuZn铁氧体厚膜微结构的影响42-43
• 3.6.3 排胶时间对NiCuZn铁氧体厚膜材料性能的影响43
• 3.7 本章小结43-44
• 第四章 NiCuZn铁氧体厚膜烧结工艺研究44-59
• 4.1 烧结温度研究44-50
• 4.1.1 实验过程44
• 4.1.2 烧结温度对NiCuZn铁氧体厚膜物相和微结构的影响44-46
• 4.1.3 烧结温度对NiCuZn铁氧体厚膜材料性能的影响46-47
• 4.1.4 烧结温度对NiCuZn铁氧体厚膜铁磁共振线宽的影响47-50
• 4.2 保温时间研究50-56
• 4.2.1 实验过程50-51
• 4.2.2 保温时间对NiCuZn铁氧体厚膜物相和微结构的影响51-52
• 4.2.3 保温时间对NiCuZn铁氧体厚膜材料性能的影响52-53
• 4.2.4 保温时间对NiCuZn铁氧体厚膜铁磁共振线宽的影响53-56
• 4.3 升温速率研究56-57
• 4.3.1 实验过程56
• 4.3.2 升温速率对NiCuZn铁氧体厚膜微结构的影响56-57
• 4.3.3 升温速率对NiCuZn铁氧体厚膜材料性能的影响57
• 4.4 本章小结57-59
• 第五章 Ka波段微带环行器设计与仿真59-67
• 5.1 单Y结微带环行器设计59-60
• 5.2 双Y结微带环行器设计60-61
• 5.3 微带环行器HFSS仿真61-66
• 5.4 本章小结66-67
• 第六章 结论与展望67-68
• 致谢68-69
• 参考文献69-74
• 攻读硕士学位期间取得的成果74-75

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