LTCC系统用低温烧结SrFe12O19铁氧体性能的改善研究

本文采用固相法制备M型六角锶铁氧体(SrFe12O19)材料,利用Bi2O3作为烧结助剂以改善材料的低温烧结特性,系统研究了材料的晶体结构、电学性能和磁学性能。结果表明：当烧结温度降低至900 癈时可以获得单相的SrFe12O19铁氧体材料。Bi2O3的添加对低温烧结材料的电学性能和磁学性能影响显著,可以提高材料的电阻率ρ、饱和磁化强度Ms、內禀矫顽力Hci和磁晶各向异性场Ha。低温烧结材料的ρ、Ms、Hci和Ha分别可以达到0.42?08 Ω?cm、285.6 kA?m-1、347.3 kA?m-1和1546.6 kA?m-1,在非互易LTCC（低温共烧陶瓷）铁氧体器件领域具有重要的应用前景。     

微波LTCC环行器用热压烧结SrFe_(12)O_(19)铁氧体的低温烧结特性（英文）

为了与低温共烧陶瓷(LTCC)技术兼容,采用热压烧结工艺在870℃制备了添加不同Bi_2O_3含量的SrFe_(12)O_(19)铁氧体材料,着重研究了材料的晶相组成、烧结密度、气孔率和磁性能等低温烧结特性。研究结果表明,材料在870℃烧结时,Bi_2O_3的添加促进了SrFe_(12)O_(19)晶相结构的形成,提高了材料的烧结致密度和磁性能。当Bi_2O_3的添加量(质量分数)为2%~4%,材料可以获得致密的结构,烧结密度达到4.65 g·cm~(-3)以上,气孔率低于10%,材料的饱和磁化强度Ms和内禀矫顽力Hci较高,分别达到252.4 k A·m~(-1)和312.9k A·m~(-1)以上。此外,基于SrFe_(12)O_(19)材料的低温烧结特性讨论了该材料在微波LTCC环行器当中的应用。     

LTCC系统用低温烧结SrFe_(12)O_(19)铁氧体性能的改善研究（英文）

采用固相法制备M型六角锶铁氧体(SrFe_(12)O_(19))材料,利用Bi_2O_3作为烧结助剂以改善材料的低温烧结特性,系统研究了材料的晶体结构、电学性能和磁学性能。结果表明:当烧结温度降低至900℃时可以获得单相的SrFe_(12)O_(19)铁氧体材料。Bi_2O_3的添加对低温烧结材料的电学性能和磁学性能影响显著,可以提高材料的电阻率ρ、饱和磁化强度M_s、內禀矫顽力H_(ci)和磁晶各向异性场H_a。低温烧结材料的ρ、M_s、H_(ci)和H_a分别可以达到0.42×10~8?·cm、285.6 k A·m~(-1)、347.3 kA·m~(-1)和1546.6 kA·m~(-1),在非互易LTCC(低温共烧陶瓷)铁氧体器件领域具有重要的应用前景。     

低温烧结B2O3掺杂Y1.05Bi0.75Ca1.2Fe4.4V0.6O12铁氧体的微结构研究

用传统陶瓷工艺制备了0.025wt%B2O3掺杂的Y1.05Bi0.75Ca1.2Fe4.4V0.6O12铁氧体,并对其低温烧结特性进行了研究.结果表明,烧结温度对B2O3掺杂的Y1.05Bi0.75Ca1.2Fe4.4V0.6O12铁氧体的密度影响显著:样品在1040℃烧结,固相反应完全,且具有晶粒大小均匀、结构致密的显微结构.     

Bi含量对SrBi4Ti4O15铁电陶瓷烧结特性的影响

利用固相烧结工艺制备了SrBi4Ti4O15(SBTi)铁电陶瓷,研究了过量Bi2O3对SBTi陶瓷烧结特性的影响,结果表明在1150℃以下烧结的Bi不过量的样品完全由SBTi相组成,当烧结温度提高到1175℃时,样品中出现了微量焦绿石结构(Sr,Bi)2Ti2O7相,当烧结温度提高到1200℃,样品中出现了(Sr,Bi)2Ti2O7和Sr2Bi4TisO18相.随着烧结温度的提高,SBTi陶瓷材料的晶粒逐渐长大,但晶粒沿a(6)-轴方向生长迅速,而沿c-轴方向晶粒的生长十分缓慢,导致材料c-轴取向度明显增强.过量Bi2O3的加入可在降低烧结温度的同时提高材料的密度,可补偿高温烧结过程中Bi的挥发,抑制焦绿石相(sr,Bi)2Ti2O7的生成及插入型层错的产生.在相同的烧结温度下,随着过量的Bi2O3量的增加,材料的c-轴取向度逐渐增大.     

微波辅助溶胶-凝胶法合成纳米晶锶铁氧体及其磁性能

利用微波辅助溶胶-凝胶法合成了M型SrFe12O19纳米晶铁氧体。借助XRD、SEM和VSM等技术,对合成纳米晶的物相、微观结构及其磁性能进行了研究。结果表明,当煅烧温度为900℃以上时,M型SrFe12O19微粒保持为单一的六方磁铅石型结构;温度在1100℃时,得到平均晶粒100～150nm的六角型锶铁氧体;温度为800℃时,其矫顽力达到最大为HC=399.78kA/m,比饱和磁化强度为σs=57.97A·m2·kg-1。     

热处理对SrFe12O19/α-Fe2O3材料组织及磁性能的影响

采用溶胶-凝胶方法制备了纳米复合永磁材料SrFe12O19/α-Fe2O3.利用差重分析（DTG）、X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）与振动样品磁强计（VSM）探讨了热处理条件对磁性材料制备及其组织结构、磁性能的影响.结果表明,不同的热处理工艺导致相变过程不同,直火煅烧有利于纳米复合永磁材料SrFe12O19/α-Fe2O3制备.直火煅烧650℃,纳米复合样品的剩磁、内禀矫顽力和最大磁能积分别为1.33T、358.1kAm^-1和134.8kJm^-3,其剩磁和最大磁能积比分段煅烧样品有了较大提高,证明SrFe12O19/α-Fe2O3粒子间产生了硬磁相和软磁相之间的交换耦合.     

复合助剂对低温常压烧结AIN性能的影响

研究了Y2O3,LiO2,CaO烧结助剂对AlN陶瓷常压烧结致密度和性能的影响。结果发现,同时添加Y2O3,LiO2,CaO作为助剂,在1600℃低温烧结就能获得具有高致密度、较小的晶粒尺寸(1μm~4μm)、较高的抗弯强度(331MPa)、断裂韧性(3.8MPa·m1/2)及导热率(118W·m-1·K-1)的AlN陶瓷。     

溶胶-凝胶法制备锶铁氧体纳米粉体的研究

掺杂锶铁氧体(SrFe12O19)作为磁性材料和微波材料具有广泛应用.采用以柠檬酸作金属离子络合剂的溶胶-凝胶法合成组份分别为SrTixCoxFe(12-2x)O19,SrNixCoxFe(12-2x)O19,和SrZnxCoxFe(12-2x)O19(x=0～1.5 mol%)的溶胶-凝胶,加热浓缩至自燃,制得铁氧体纳米粉体的先驱粉体,再经900～1100℃烧结制备出铁氧体粉体产物.用XRD研究产物的晶相及其晶粒的平均大小;用TEM和SEM观察粉体形貌.研究结果表明:当Ti/Co共掺时,锶铁氧体的晶相没有变化,相粒平均大小30～50 nm;当Ni/Co或Zn/Co共掺时,锶铁氧体晶相的含量随掺杂量x的增大而减小,并出现Fe3O4晶相和α-Fe2O3晶相杂质;当共掺量为1.5 mol%时,所得粉体均为Fe3O4晶相、晶粒平均尺寸约40 nm的纳米粉体.     

低温烧结Bi-CVG铁氧体的微结构与性能研究

利用传统陶瓷工艺制备了Y1.05Bi0.75Ca1.2Fe44V0.6O12铁氧体,并对其低温烧结特性进行了研究。结果表明,选择适当的预烧温度可以有效提高铁氧体的密度;烧结温度对相稳定性和磁性能影响显著。在900℃预烧、1100℃烧结,可获得晶粒大小均匀、结构致密的烧结体,其磁特性为：B=4．84×10^-2T,B=3．76×10^-2T,Hc=364A／m。     

La-Ca-Co-Zn 掺杂M型锶铁氧体的相变过程和磁性能研究

采用陶瓷法制备La-Ca-Co-Zn 掺杂的M型锶铁氧体Sr0.3La0.3Ca0.4Fe10.625Co0.225Zn0.1O19。使用高温X射线衍射仪、振动样品磁强计、热分析、和扫描电子显微镜等对Sr0.3La0.3Ca0.4Fe10.625Co0.225Zn0.1O19 在25°C 到1450°C的相变过程进行了分析,并且讨论了其磁性能。实验结果表明：La-Ca-Co-Zn 掺杂的M型六方铁氧体的形成主要分为两个部分,在大概700℃左右,SrCO3 和Fe2O3先反应生成中间相Sr3Fe2O7-d,然后Sr3Fe2O7-d再和剩下的Fe2O3反应生成M相,并且Sr3Fe2O7-d中的Fe离子化合价与温度有关;随着温度升高,La3+, Ca2+, Co2+ 和 Zn2+开始逐渐溶入中间相或者随后生成的M相中,且在M相中分布均匀;和高温射线衍射仪检测结果不同的是在700℃左右退火时,得到了钙钛矿相;在1200℃烧结,可以得到单一程度很高的M相,但有少量的第二相存在,第二相的存在有利于提高烧结致密度;当烧结温度为1380℃时,铁氧体开始分解;Sr0.3La0.3Ca0.4Fe10.625Co0.225Zn0.1O19 铁氧体粉末退磁曲线的矩形度要低于SrFeO12的退磁曲线矩形度。     

SHS制备Ni铁氧体的烧结制度

为了确定自蔓延高温合成(SHS)NiFe_2O_4的最佳烧结制度,通过SHS技术制备获得NiFe_2O_4粉末,加入不同含量的添加剂Bi_2O_3,在不同烧结温度和保温时间下进行烧结.采用XRD、VSM 等分析手段,研究了烧结制度与NiFe_2O_4烧结样品的物相、密度及磁性能的关系.实验确定最佳的烧结工艺:烧结温度1200 ℃,保温时间3 h,添加烧结助剂Bi_2O_3的含量为5%(质量分数,下同).在最佳烧结制度下,获得的NiFe_2O_4固相反应充分,具有单一的尖晶石相,烧结样品具有较高的密度和良好的磁性能.     

放电等离子烧结NdFeB的晶界结构与矫顽力

选取Nd11Dy2Gd2FebalAl4.0Nb0.8Zr0.8B6/Dy2O3磁粉采用放电等离子烧结技术制备各向异性磁体。微观组织和磁性能研究表明,烧结温度对磁体中晶界相的分布形态起决定作用。样品经870 ℃,12 min (40 MPa)放电等离子烧结及后续970 ℃, 2 h + 600 ℃, 1 h二级回火后,致密度达到7.39 g/cm3,剩磁达到1.08 T,矫顽力达到1181 kA·m-1。与同成分的传统烧结磁体相比较,放电等离子烧结磁体中晶界相分布不连续、晶界相中的稀土元素相对含量因烧损而显著下降以及晶界结构存在一定程度的不平衡等问题,都导致磁体的矫顽力较低。     

复合添加剂对NiCoCuZn铁氧体高频磁导率色散行为的影响

用低温烧结法制备NiCoCuZn尖晶石铁氧体,并研究了不同复合添加剂(Bi2O3-V2O5,Bi2O3-PbO)对其磁导率色散行为的影响。结果表明:在Bi2O3-V2O5复合掺杂时,晶粒尺寸随Bi2O3含量的增大而增大。微观结构的变化导致了材料初始磁导率和截止频率的变化。磁导率的色散机制主要以畴壁位移为主。然而在Bi2O3-PbO复合掺杂下,晶粒尺寸随Bi2O3含量的减小而增大,材料的初始磁导率较Bi2O3-V2O5复合掺杂更小,截止频率更高。     

利用PS模板制备多孔SrFe12O19薄膜的研究

本文以提拉浸渍法使用聚苯乙烯(PS)球模板制备了有序多孔结构的锶铁氧体(SrFe12O19)薄膜。将微乳液聚合法合成的PS球,通过提拉浸渍法有序地组装在硅片基板上形成PS模板;使用溶胶-凝胶法制备SrFe12O19前驱体溶胶,再采用提拉浸渍法使SrFe12O19前驱体溶胶填充PS模板的空隙,在900 ℃保温2 h去除PS球后即制得多孔SrFe12O19薄膜。重点研究了聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的含量对PS球微观形貌,浸渍时间对PS模板以及多孔SrFe12O19薄膜微观形貌的影响,并对多孔SrFe12O19薄膜的形成机理进行了讨论,建立了相应的模型。结果表明：添加0.2 g的PVP可得到粒径均匀的PS球,且微球之间空隙明显;将硅片在PS球乳液中浸渍10 s可得到单层有序的PS模板;当PS模板在SrFe12O19前驱体溶胶中浸渍10 s时可制备出孔径约200 nm的蜂窝状多孔结构的纯SrFe12O19相薄膜,其表现出优异的硬磁性能：饱和磁化强度为27.9 emu/g,剩磁为15.5 emu/g,矫顽力为2613.4 Oe。     

Study of magnetic and magneto-optical properties of heavily doped bismuth substitute yttrium iron garnet (Bi:YIG) film

The magnetic and magneto-optical properties of heavily doped Bi:YIG film were studied. The film was deposited by radio frequency magnetron sputtering method and crystallized by rapid recurrent thermal annealing (RRTA). The results show that the RRTA treated film has good properties both in microwave and optical wave band. The saturation magnetization of the film on different substrates varies from 135.7 to 138.6 kA·m -1 . The coercive field of the film on GGG substrate is about 0.32 kA·m -1 , while about 0.8-1.43 kA·m -1 on YAG substrate and 1.75 kA·m-1 on Al2O3 substrate. The Faraday angle is about 3-5 (°)·um-1 when optical wavelength ranges at 450-600 nm. The transmission spectra of the Bi:YIG films on three substrates has similar change as annealing temperature below 800 ℃. Specially, when annealing temperature is above 800 ℃ a step is observed between 550 and 650 nm wavelength for the film deposited on Al2O3 substrate.Three results are very useful in magneto-optical recording application and integrated microwave devices.     

一步合成法制备Al~(3+)掺杂Ni-Zn铁氧体的烧结制度研究

以分析纯Fe_2O_3、NiO、ZnO、Al_2O_3为原料,并适量配以烧结助剂,掺杂试剂、粘接剂和分散剂,磨细过筛后干压成陶瓷素坯,并一次烧结合成Ni-Zn铁氧体.研究了不同浓度Al3+掺杂Ni-Zn铁氧体的合成与烧结制度.发现Al~(3+)掺杂Ni-Zn铁氧体的合成和烧结具有很强的组成依赖性:随着掺杂Al3+浓度升高,铁氧体形成和烧结的温度升高;含锌铁氧体在相同掺杂Al~(3+)浓度下比纯镍铁氧体更容易烧结,且在更高温度下后者易形成新的非尖晶石相结构.随Al~(3+)掺杂浓度不同,Al~(3+)掺杂Ni-Zn铁氧体在1150～1550 ℃范围内可分别实现一次合成和烧结.     

可加工AlN-BN复合陶瓷的制备

以碳热还原法合成的 AlN 粉末和市售 BN 粉末为原料,添加 5%Y2O3 为烧结助剂,利用无压烧结制备 AlN-15BN复合陶瓷,研究了烧结温度对 AlN-15BN 复合陶瓷相变、致密度、微观结构以及性能的影响,结果表明:Y2O3 可与 AlN粉末表面的 Al2O3 发生反应生成液相促进烧结,随着烧结温度的升高,复合陶瓷的致密度、热导率和硬度逐渐增加,片状的 BN 形成的卡片房式结构会阻碍复合陶瓷的收缩和致密。在 1 850℃烧结 3 h,可以制备出相对密度为 86.4%,热导率为104.6 W?m-1?K-1,硬度为 HRA56.2的 AlN-15BN复合陶瓷。研究表明,通过添加加工性能良好的 BN制备可加 AIN-BN复合陶瓷,是解决 AIB 陶瓷复杂形状成形问题的一个重要途径。     

Crystalline phases and magnetic properties of Cu-Bi-Zn co-doped Co2Z ferrites

The effects of Cu, Bi and Zn substitutions on the crystalline phase and magnetic properties of hexagonal ferrites with a composition of 3(Ba_1−xBi_xO)2(Co_1−yCu_yO)12(Fe_2-(x/4)Zn_(x/4)O₃) were investigated. The results showed that the addition of Bi and Zn can significantly promote Z phase formation. The Z phase may be triggered to decompose into U and W phases resulting from the evaporation of Bi and segregation of Co-rich ferrites at high sintering temperatures for samples with large amounts of Bi and Zn. The initial permeability decreased with increasing x value because the Bi substitution promoted Z phase decomposition into U and W phases.     

纳米SrFe12O19磁性能对NiTi合金、316L不锈钢血液相容性的影响

用溶胶凝胶法制备纳米SrFe12O19磁性粉末,并用磁强计检测SrFe12O19粉末的磁性能,在NiTi合金、316L不锈钢表面用溶胶凝胶法制备含SrFe12O19磁性粉末的TiO2薄膜,并用X射线衍射仪分析薄膜成分.测试不同层数薄膜的微磁场强度,并对这些薄膜测定动态凝血时间和溶血率,以研究不同的表面微磁场强度对材料血液相容性的影响.结果表明:材料表面的微磁场强度愈高,材料血液相容性愈好.