基于NFC手机天线用铁氧体材料的研究

摘要

本文以NFC手机天线用高磁导率、低磁损耗NiCuZn铁氧体材料为研究对象，深入分析了Ni/Zn含量比、添加剂、工艺条件对铁氧体材料磁性能的影响。利用制备的铁氧体材料制作柔性铁氧体膜片并进行性能测试。主要内容为：
　　1．研究了Ni/Zn含量比对Bi修正NiCuZn铁氧体材料磁性能的影响。分析了不同Ni/Zn含量对铁氧体材料磁性能和微观形貌的影响，结合设计指标，得出了最佳的Ni/Zn含量比。在此基础上研究了烧结制度对材料微观结构、致密化以及磁性能的影响。实验结果表明，随着预烧温度的升高，Bi3+离子逐渐进入铁氧体，改善了材料微观结构的均匀性和致密化；适当提高烧结温度和延长保温时间都可以提高磁导率。
　　2．研究了Al3+离子取代、Co2+离子取代以及Bi3+含量对Bi修正NiCuZn铁氧体材料微观结构和磁性能的影响。结果表明：随着Al3+离子取代量的增加，饱和磁感应强度和磁导率都单调下降，损耗降低不显著。随着Bi3+离子含量的增加，平均晶粒尺寸和磁导率先增大后减小；Bi3+离子含量较高时，铁氧体中出现杂相。对Bi修正NiCuZn铁氧体进行Co2+离子取代可以在低温烧结时获得良好的磁性能。
　　3．探索了Co2O3、V2O5和Bi2O3添加剂对NiCuZn铁氧体磁性能及微观结构的影响。Co2+离子取代能够有效降低材料磁损耗，提高截止频率，改善温度稳定性。烧结助剂V2O5、Bi2O3可以降低烧结温度，两者的最佳掺杂量分别为0.5wt％和1wt%。
　　4．采用固相反应法制备铁氧体粉料，利用LTCC工艺制作不同尺寸、厚度及切割深度的铁氧体磁片。探究了烧结温度、保温时间及铁氧体磁片厚度对NFC手机天线读写距离的影响。

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第一章 绪 论

1.1研究背景与意义

1.2 NiCuZn系铁氧体概述

1.3本论文研究内容

第二章 Bi修正NiCuZn铁氧体材料研究

2.1引言

2.2 Ni/Zn含量对Bi修正NiCuZn铁氧体的影响

2.2.1材料制备与性能测试

2.2.2 Ni/Zn含量对材料微观结构的影响

2.2.3 Ni/Zn含量对材料磁性能的影响

2.3工艺条件对Bi修正NiCuZn铁氧体的影响

2.3.1预烧温度对Bi修正NiCuZn铁氧体的影响

2.3.2烧结温度对Bi修正NiCuZn铁氧体的影响

2.3.3保温时间对Bi修正NiCuZn铁氧体的影响

2.4离子取代对Bi修正NiCuZn铁氧体的影响

2.4.1 Al3+离子取代对Bi修正NiCuZn铁氧体的影响

2.4.2 Bi3+离子含量对NiCuZn铁氧体的影响

2.4.3 Co2+离子取代对Bi修正NiCuZn铁氧体的影响

2.5本章小结

第三章 NiCuZn铁氧体添加剂研究

3.1 Co2+离子取代对NiCuZn铁氧体的影响

3.1.1 Co2+离子取代对NiCuZn铁氧体物相和微观结构的影响

3.1.2 Co2+离子取代对NiCuZn铁氧体磁性能的影响

3.1.3 Co2+离子取代对NiCuZn铁氧体温度稳定性的影响

3.1.4预烧温度对Co2+离子取代NiCuZn铁氧体磁性能的影响

3.2 V2O5掺杂对NiCuZn铁氧体的影响

3.2.1 V2O5掺杂对NiCuZn铁氧体微观结构的影响

3.2.2 V2O5掺杂对NiCuZn铁氧体磁性能的影响

3.3 Bi2O3掺杂对NiCuZn铁氧体的影响

3.4本章小结

第四章 NFC天线铁氧体膜片制作

4.1铁氧体膜片的制作

4.1.1混合

4.1.2流延

4.1.3裁片和叠层

4.1.4等静压与切割

4.1.5烧结

4.2铁氧体膜片性能测试

4.3铁氧体磁片制作过程中易出现的问题

4.3.1铁氧体磁片开裂

4.3.2铁氧体磁片烧结变形

4.4本章小结

第五章 结论

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果