基于NFC应用的NiZnCu铁氧体的结构、工艺、形貌及磁性研究

摘要

NiZnCu软磁铁氧体广泛应用在各种电感器、滤波线圈、广播电视、射频通讯、抗电磁干扰等领域。NiZnCu铁氧体因为其具有较高的磁导率，较高的电阻率，更适合于1 M-100 M赫兹的高频条件下使用。在近场通信（Near Field Communication，NFC）应用中，作用距离只有几厘米，具有比较高的安全性，但是在通信过程中，由于电磁干扰，需要将通信天线与干扰源分隔开。最终的NiZnCu铁氧体柔性烧结片产品将能够达到这种效果。
　　在本文中，为了得到工作频率为13.56 MHz，磁导率实部μ'为150±20％，虚部μ''≤3的NiZnCu铁氧体磁粉，且能够实现NFC在手机上应用的NiZnCu铁氧体柔性烧结片，通过调整配方、工艺条件和添加剂比例，不断优化NiCuZn铁氧体磁粉的性能。我们在实验中采用传统固相反应法，制备了成分为(NiO)x(ZnO)y(CuO)z·50±σFe2O3（其中x=15-25 mol%，y=17-24 mol%，z=5-10 mol%，σ=±2-4）的NiZnCu铁氧体粉末。使用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、振动磁强计以及高频阻抗分析仪等测试手段对不同制备条件下的NiZnCu铁氧体粉末的晶体结构、形貌、静态磁性能以及动态磁性能进行了细致的研究。结果如下：
　　（1）实验表明,预烧温度和二次球磨时间对NiZnCu粉末的颗粒尺寸和磁性有影响。根据实验结果综合考虑，我们选择的条件是预烧温度800℃-920℃，二次球磨时间为4小时。
　　（2）适量添加Bi2O3，能够降低烧结温度，提高烧结体的密度。实验中发现，当添加0.15 wt%的Bi2O3时，在13.56 MHz下，磁导率满足要求。另外，适量添加玻璃粉，效果与添加Bi2O3类似，当添加0.2 wt%的玻璃粉时，在13.56 MHz下，磁导率满足要求。
　　（3）在NiZn铁氧体中适量添加铜离子，可以降低NiZn铁氧体的烧结温度，而对其磁性能不会有太大的影响。在NiZnCu铁氧体中适量添加钴离子，可以降低磁损耗，保证磁体有良好的温度特性。

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第一章 绪论

1.1 NFC通信技术简介

1.2 NiZn铁氧体的晶体结构及性能

1.3 高频磁化过程

1.4 本论文的研究思路及主要内容

参考文献

第二章 样品制备和性能表征

2.1 化学试剂及仪器：

2.2 样品的制备

2.3 样品的表征和测量

参考文献

第三章 工艺对NiZnCu铁氧体性能的影响

3.1 预烧温度对NiZnCu铁氧体的显微结构和磁性能的影响

3.2 二次球磨对NiZnCu铁氧体的影响

3.3 本章小结

参考文献

第四章、添加剂对NiZnCu铁氧体的显微结构及磁谱的影响

4.1 Bi2O3添加量对NiZnCu铁氧体的影响

4.2 玻璃粉添加对NiZnCu铁氧体显微结构及高频性能的影响

4.3 本章小结

参考文献

第五章 离子掺杂对磁粉性能的影响

5.1 配方中铜离子含量对磁谱测试性能的影响

5.2 配方中钴离子含量对磁导率温度系数的影响

5.3 本章小结

参考文献

第六章 结论与展望

致谢