贫铁MnZn铁氧体及其Co2O3掺杂的研究与应用

摘要

随着电子信息技术的发展，电磁污染变得愈发严重，软磁铁氧体属于磁介质型吸波材料，在解决抗EMI方面有着独特的优势和良好的发展前景。由于贫铁MnZn铁氧体所具有的独特性能，能够兼具MnZn铁氧体和NiZn铁氧体的电磁性能，在抗EMI方面有着良好的效果。本文在介绍MnZn铁氧体的基础上，综述了MnZn铁氧体的晶体结构、磁性来源、及其基本的电磁参数、频率特性和损耗，阐述了实验制备工艺和性能测试分析方法。本文采用传统的陶瓷工艺制备贫铁MnZn铁氧体材料，对掺杂剂Co2O3和烧结温度进行了研究，并将本材料兼用于无线充电和近场通信技术做出了探讨。
　　研究结果表明Co2O3作为掺杂剂有效的改善了贫铁MnZn铁氧体材料的电磁特性。在主配方为Mn0.66Zn0.42Fe1.95O4时，掺杂质量分数为0.64％的Co2O3对起始磁导率μi、电阻率有较大提升作用，对饱和磁感应强度Bs影响不大，剩磁Br和矫顽力Hc有一定的减小，同时相比于未掺杂Co2O3的贫铁MnZn铁氧体，阻抗特性提升明显。
　　通过对烧结温度的实验研究发现，合适的烧结温度可以有效地改善贫铁MnZn铁氧体材料的电磁特性和微观结构。在1300℃的烧结温度下，Co2O3的掺杂量为0.64％时，样品可以得到最佳的阻抗特性，此时对比于1240℃烧结的的样品，在10 MHz时，阻抗提升了28％，具有一定的提升效果。
　　进一步调整Co2O3掺杂量和烧结温度。在Co2O3的掺杂量为1.04％，烧结温度为1240℃下，得到μi=1896、Bs=396mT、和13.56 MHz下μ'=275、μ

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 MnZn铁氧体材料简介

1．3 MnZn铁氧体材料的发展背景

1．4 贫铁MnZn铁氧体材料的研究现状

1．5 课题研究的目的和意义

1．6 课题研究的内容

1．7 文章结构安排

第二章 MnZn铁氧体的理论基础

2．1 MnZn铁氧体的晶体结构及离子分布

2．1．1 MnZn铁氧体的晶体结构

2．1．2 金属离子分布

2．2 MnZn铁氧体的磁性来源

2．3 MnZn铁氧体的基本电磁参数

2．3．1 磁导率

2．3．2 饱和磁化强度

2．3．3 居里温度

2．3．4 剩磁及矫顽力

2．3．5 电阻率

2．4 MnZn铁氧体的频率特性

2．4．1 复数磁导率

2．4．2 铁氧体磁谱

2．4．3 阻抗

2．5 MnZn铁氧体的损耗

2．5．1 涡流损耗We

2．5．2 磁滞损耗Wh

2．5．3 剩余损耗Wc

第三章 Co2O3掺杂对贫铁MnZn铁氧体结构和性能的影响

3．1 引言

3．2 实验制备工艺

3．2．1 实验原料及设备

3．2．2 MnZn铁氧体制备工艺流程

3．3 实验性能测试分析方法

3．3．1 样品尺寸与密度测量

3．3．2 SEM微观形貌观察

3．3．3 XRD晶相结构测定

3．3．4 电阻率测量

3．3．5 起始磁导率及居里温度测量

3．3．6 饱和磁感应强度、剩磁及矫顽力测量

3．3．7 阻抗及复数磁导率测定

3．3．8 模拟仿真与可读写距离测试

3．4 结果与讨论

3．4．1 微观形貌与晶相结构

3．4．2 电磁特性

3．4．3 磁谱与阻抗分析

3．5 本章小结

第四章 烧结温度对贫铁MnZn铁氧体结构和性能的影响

4．1 引言

4．2 实验制备工艺

4．3 实验性能测试分析方法

4．4 结果与讨论

4．4．1 微观形貌与晶相结构

4．4．2 电磁特性

4．4．3 磁谱与阻抗分析

4．5 本章小结

第五章 贫铁MnZn铁氧体兼用于无线充电和NFC通信的尝试

5．1 引言

5．2 实验制备工艺

5．3 实验性能测试分析方法

5．4 结果与讨论

5．4．1 微观形貌与晶相结构

5．4．2 电磁特性

5．4．3 CST仿真与可读写距离测试

5．5 本章小结

第六章 总结与展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文