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环行器用石榴石铁氧体的制备及研究

作　者: 邵峰
导　师: 沙侃；魏克珠
学　校: 南京理工大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 环行器石榴石铁氧体工艺条件离子取代微观结构可靠性
分类号: TM277
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 57次
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内容摘要

目前,微波器件使用的铁氧体元件大多来自国外,国内还很少有厂家大规模生产。本文就是在此背景下完成的,主要目的是通过联系生产的实验研究,获得高质量、低成本的石榴石型微波铁氧体。本文开展了以下6个方面的工作。1.通过理论分析,研究了铁氧体应用于环行器的物理基础,分析了环行器的各种结构和技术指标,提炼了环行器对铁氧体的技术要求,研究了石榴石铁氧体的晶体结构及离子取代规律,分析了其主要的性能参数及影响因素。2.利用氧化物法制备了石榴石铁氧体,并对工艺过程进行了研究。研究表明缺铁量、原材料、预烧、粉碎、成型及烧结等工艺环节对石榴石铁氧体性能均有较大影响。3.通过Ca和Sn离子复合取代,开发了一种小线宽材料Y3-yCayFe5-xSnxO12(x=y=0.2),各项性能优良。4.利用扫描电镜分析了石榴石铁氧体的微观结构,总结了其结构特点：晶相单一,气孔少且分布在晶界上,晶粒大小控制在30μmm左右。5.为了掌握石榴石铁氧体的可靠性,设计了3组环境试验。实验表明：纯石榴石铁氧体的可靠性高于掺杂小线宽铁氧体；石榴石铁氧体的主要性能受潮湿应力影响最大,其次是高温应力,再次是温度冲击,尤其是介电损耗正切,两种石榴石铁氧体样品变化率均超过50%。6.开发的小线宽石榴石铁氧体材料应用于920-960MHz环行器,满足设计要求。通过实验,已经初步掌握了石榴石铁氧体工程化的工艺要求,开发的材料能够满足环行器的设计要求。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
1 绪论  9-15
  1.1 引言  9
  1.2 石榴石铁氧体的发展与现状  9-12
  1.3 石榴石铁氧体的主要性能参数  12-13
  1.4 石榴石铁氧体的工艺特点  13-14
  1.5 本课题的研究内容及意义  14-15
2 理论分析  15-31
  2.1 铁氧体应用于环行器的物理基础  15-16
  2.2 环行器的类型和技术指标  16-21
  2.3 环行器的发展趋势及对铁氧体的技术要求  21
  2.4 石榴石铁氧体晶体结构及离子取代  21-23
    2.4.1 石榴石铁氧体的晶体结构  21-23
    2.4.2 石榴石铁氧体的离子取代  23
  2.5 石榴石铁氧体主要性能参数及其影响因素  23-31
    2.5.1 饱和磁化强度M_s  24-26
    2.5.2 铁磁共振线宽△H  26-28
    2.5.3 自旋波线宽△H_k  28-29
    2.5.4 电阻率ρ和介电损耗正切tand_e  29
    2.5.5 居里温度T_c  29-31
3 实验  31-38
  3.1 样品制备  31-37
    3.1.1 工艺方案  31-34
    3.1.2 实验设计  34-37
  3.2 样品测试  37-38
    3.2.1 性能测试  37
    3.2.2 可靠性测试  37-38
4 实验结果研究  38-55
  4.1 工艺条件研究  38-47
    4.1.1 缺铁量对材料性能的影响  38-40
    4.1.2 原材料对材料性能的影响  40-41
    4.1.3 预烧对材料性能的影响  41-42
    4.1.4 粉碎对材料性能的影响  42-44
    4.1.5 成型对材料性能的影响  44-45
    4.1.6 烧结对材料性能的影响  45-47
  4.2 离子取代对材料性能影响的研究  47-49
  4.3 微观结构研究  49-51
  4.4 可靠性研究  51-55
    4.4.1 失效模式及分析  51-52
    4.4.2 可靠性的影响因素  52-55
5 环行器用铁氧体材料选择及环行器指标  55-57
  5.1 铁氧体材料的选择依据  55
  5.2 环行器测试  55-57
6 结论  57-59
致谢  59-60
参考文献  60-63
附录A 攻读工程硕士期间发表的论文  63-64
附录B 攻读工程硕士期间获得的科研成果和奖励  64

环行器用石榴石铁氧体的制备及研究

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