納米晶復(fù)合NiZn功率鐵氧體的制備、結(jié)構(gòu)與性能表征.pdf

1、隨著微電子器件小型化低功耗方向的發(fā)展，也對(duì)作為現(xiàn)代信息技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛的磁電子器件提出了相應(yīng)的要求，同時(shí)電磁性能也要求向高磁導(dǎo)率、高頻、寬頻和低損耗方向發(fā)展。具有尖晶石(AB2O4)結(jié)構(gòu)的NiZn鐵氧體，作為一種多元復(fù)合金屬氧化物燒結(jié)體，在磁電子學(xué)高頻應(yīng)用領(lǐng)域一直起著重要的作用。因而該材料的頻率損耗問(wèn)題始終是該材料研究中的主題。特別是電子和信息產(chǎn)業(yè)對(duì)產(chǎn)品的小型化、集成化和模塊化要求日益增高的情況下，除了對(duì)材料的高磁導(dǎo)率和使用頻率寬度上的

2、要求外，在材料制備工藝和器件組合配套方面也提出了新的要求，特別是低溫?zé)Y(jié)技術(shù)方面。因此，開(kāi)發(fā)磁導(dǎo)率高、飽和磁化強(qiáng)度高、截止頻率高并能低溫?zé)Y(jié)的NiZn鐵氧體材料，對(duì)推動(dòng)微電子制造業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展有著重要的意義。本論文工作將納米技術(shù)引入NiZn鐵氧體的制備過(guò)程，從原料制備方法探索入手，系統(tǒng)研究了納米晶NiZn鐵氧體形成機(jī)理，納米晶合成NiZn鐵氧體的燒結(jié)機(jī)理、結(jié)構(gòu)和性能表征；研究了納米晶復(fù)合NiZn鐵氧體的的高頻磁特性和損耗特性，為微電子器

3、件小型化、集成化、一體化和制作高頻低耗功率器件提供了重要的基礎(chǔ)研究資料。本論文共分七章，主要內(nèi)容為： 第一章綜述了當(dāng)今鐵氧體磁性材料的研究進(jìn)展，以納米技術(shù)在磁性材料研究中的應(yīng)用為著眼點(diǎn)，分析了目前相關(guān)鐵氧體的制備工藝；在此基礎(chǔ)上，針對(duì)傳統(tǒng)鐵氧體制備工藝的局限，提出了凝膠自燃法制備鐵氧體納米晶與前驅(qū)物的新工藝。 第二章系統(tǒng)研究了凝膠自燃法合成納米晶NiZn鐵氧體的過(guò)程，制備條件對(duì)納米晶鐵氧體合成的影響，納米晶鐵氧體的結(jié)構(gòu)和

4、磁性能表征，提出了凝膠自燃法合成納米晶NiZ鐵氧體的物理機(jī)制。 第三、四章提出了納米晶再次復(fù)合的方法，即把納米晶鐵氧體直接造粒、成型和燒結(jié)制備成多晶鐵氧體的方法，研究了溶膠過(guò)程中摻雜制成摻雜納米晶鐵氧體，然后再通過(guò)造粒、成型和燒結(jié)制備成多晶NiZn鐵氧體工藝；研究了不同摻雜種類(lèi)、不同摻雜量和不同燒結(jié)溫度的納米晶復(fù)合NiZn鐵氧體的顯微結(jié)構(gòu)；用球體模型解釋了納米晶復(fù)合NiZn鐵氧體的燒結(jié)機(jī)理；重點(diǎn)考察了燒結(jié)溫度、摻雜種類(lèi)和濃度對(duì)納

5、米晶復(fù)合NiZn鐵氧體顯微結(jié)構(gòu)影響，探討了顯微結(jié)構(gòu)與高頻損耗與磁性能關(guān)系。 第五章研究了納米-微米復(fù)合燒結(jié)NiZn鐵氧體的工藝，研究了這種復(fù)合材料低溫?zé)Y(jié)后的高頻損耗和磁譜特性，為未來(lái)利用可控制備納米晶顆粒尺寸方法，設(shè)計(jì)和制備不同種類(lèi)納米晶、微米晶復(fù)合材料，制備特殊結(jié)構(gòu)功能材料和復(fù)合結(jié)構(gòu)材料奠定了基礎(chǔ)。 第六章給出了一種利用高能球磨法制備納米晶NiZn鐵氧體的新方法，研究了用高能球磨合成納米晶NiZn鐵氧體的過(guò)程，對(duì)高能

6、球磨合成納米晶效率進(jìn)行了評(píng)估，證明高能球磨亦不失為一種制備N(xiāo)iZn納米晶鐵氧體的有效方法。 第七章對(duì)出了本論文工作給予了總結(jié)，并對(duì)未來(lái)研究進(jìn)行了展望和討論。 整體而言，本工作通過(guò)納米晶復(fù)合技術(shù)成功實(shí)現(xiàn)了NiZn鐵氧體材料的低溫?zé)Y(jié)，解決了NiZn鐵氧體材料制備中的一些關(guān)鍵技術(shù)，申報(bào)了國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利，獲得了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新性研究成果，經(jīng)專(zhuān)家鑒定該材料綜合性能處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先地位，達(dá)到當(dāng)今國(guó)際同類(lèi)材料的先進(jìn)水平。本工作研究?jī)?nèi)