基于软磁复合磁心的一体成型电感设计及性能分析

利用绝缘包覆处理后的Fe-Cr-Si-B非晶合金和羰基铁粉制备了复合磁心。软磁性能测试结果显示,其在1 MHz处有效磁导率为12.8;开展目标感值为2.0μH、6 mm×6 mm×3 mm典型规格一体成型电感设计研究,利用电磁仿真软件ANSYS Maxwell建立电感模型并进行了电磁特性仿真分析,获得优化的线圈结构参数,在线圈直径D=3 mm、匝数N=8.5时可实现感值2.09μH、饱和电流约20 A;根据设计参数制作了一体成型电感样品,实测性能指标与仿真结果较为接近。     

羰基铁粉/纳米晶FeSiCrB合金复合高频软磁材料制备及应用特性

利用Na2SiO3水溶液对羰基铁粉(Fe)和FeSiCrB纳米晶合金粉进行表面绝缘处理,制备不同质量比Fe/FeSiCrB的复合磁心,考察了两种磁粉质量比对复合磁心微观结构、磁性能和力学性能的影响.随着羰基铁粉占比的增大,复合磁心的密度提高、内部孔隙率降低,有效磁导率相应提高,直流偏置性能呈现小幅降低,压溃强度增大.当Fe:FeSiCrB质量比为6:4时,复合磁心在1 MHz处有效磁导率为33.9,在100 Oe偏置场作用下μ(H)/μ(0)为86.4％.基于上述复合磁心的一体成型电感仿真结果显示,电感值随着羰基铁粉占比增大相应提高,同时电感外部的漏感能量分布比例逐渐降低.     

Fe-Si-Al系合金粉微波吸收特性

采用扁平化工艺以及绝缘包覆工艺对铁硅铝系软磁合金粉末进行改性。对实验样品进行扫描电镜分析,观察颗粒形貌对材料性能的影响;探讨球磨时间以及不同绝缘介质含量对于材料电磁性能的影响规律。根据单层吸波材料(含导电衬底)对电磁波的反射率公式的分析以及对不同样品反射率的计算可知,球磨扁平化工艺以及绝缘包覆工艺可有效地改善铁硅铝金属粉末的微波吸收性能。经改性后的铁硅铝系软磁金属粉末在1.0~3.5 GHz频段具有较好的吸波性能,可应用于抗电磁干扰领域。     

非晶态CoFeZr合金的制备及其微波吸收性能研究

采用机械合金化工艺(MA)制备了非晶态CoFeZr材料，使用X射线衍射仪(XRD)分析了其结构，用扫描电子显微镜(SEM)观察颗粒的形貌特征，采用微波网络矢量分析仪测量了试样的微波电磁参数；并研究了工艺条件和材料组分对所合成材料的结构、形貌特征以及微波电磁参数的影响；制得了形貌较均匀、粒度较均一的Co70Fe20Zr10非晶态材料，该材料在2GHz点，μ=4．26，μ=4．22；最后用数值计算模拟方法得到了该材料在2～18GHz的反射率曲线，结果表明该材料可以应用于吸波材料的设计和制备中。     

无线电能传输系统中的铁氧体磁性材料

近年来无线电能传输技术已经引起了人们的广泛关注。铁氧体磁性材在该系统中的应用,对提升系统效率及降低泄漏场起到至关重要的作用,成为该系统不可或缺的部分。介绍了铁氧体磁性材料在无线电能传输系统的作用,材料电磁参数及结构形式对系统特性的影响。结合文献研究,提出了应用于无线电能传输系统的新型磁性器件以及材料制备新工艺技术的必要性。     

Ni添加量对FeCoNiB-SiO_2薄膜电磁性能的影响

采用RF溅射工艺制备了FeCoNiB-SiO2系薄膜。研究了Ni添加量对该种薄膜微结构和电磁性能的影响。结果表明,添加适量的Ni有利于FeCoNiB-SiO2薄膜获得优良的微波电磁性能。通过控制Ni的添加量,可以得到在GHz频段同时具有高磁导率和高损耗的薄膜样品,其磁导率实部μ'和虚部μ"在0.5~2.0GHz的宽频带范围内分别大于240和100,在2.1GHz处更是均大于400,其电阻率也达到了868×10–6?·cm。该薄膜可应用于微波吸收材料或抗电磁干扰的设计中。     

应用于近场通信的高磁导率NiCuZn铁氧体材料

针对近场通信(NFC)应用,通过改变材料中的Bi2O3含量和二磨后粉体活性,开发了一种高性能的Ni Cu Zn铁氧体材料。使用流延法制备长宽为125×125mm、厚度为100μm的铁氧体薄片。观察、测试了铁氧体材料的微观形貌、磁导率频谱以及铁氧体薄片的可读写距离。结果表明,铁氧体薄片的使用性能与铁氧体材料在13.56MHz时磁导率实部μ'、虚部μ"的值有关。通过改变材料中Bi2O3含量以及二磨后粉体活性,可获得致密度高、晶粒细小均匀,低频下μ'较高、μ"较低的铁氧体材料。在13.56MHz时磁导率实部μ'高于150,虚部μ"低于5。插入该铁氧体薄片后RFID天线紧贴金属的情况下可读写距离可以恢复到原始读写距离的80%。     

基于NiCuZn铁氧体的小型化T-DMB天线

采用传统的固相反应法制得了宽频段低损耗的NiCuZn铁氧体材料,研究了Co_2O_3掺杂对NiCuZn铁氧体磁电特性的影响。研究表明,当Co_2O_3掺杂量为1.0 wt%时,该铁氧体在200 MHz下的磁导率和介电常数约为14,磁损耗和介电损耗角正切分别为0.017和0.012。基于此材料设计了一种小型化地面数字多媒体广播(T-MDB)天线。该天线具有结构紧凑、损耗低、带宽宽等优良性能,其辐射模式接近全向,中心频率(195 MHz)的峰值增益达到-0.03 dB,是一种适用于移动手持终端的小型化天线。     

X波段柔性编码超表面设计与RCS缩减研究

设计了一种柔性非定向低散射2 bit编码超表面。将4 种具有不同反射相位的基本单元随机排列构成整个相位梯度超表面,其对入射电磁波形成无规则散射,实现RCS 缩减特性。实验结果表明:在频点8.40 GHz处,编码超表面的垂直入射反射率为-13.5 dB,偏离法线-30°-30°范围RCS平均缩减为10.0 dB。进一步的研究结果表明,编码超表面弯曲在直径为7 cm 的圆柱面上,RCS平均缩减可达7.8 dB。该超表面可实现曲面的RCS有效缩减。该柔性编码超表面在天线、电磁隐身等领域具有潜在的应用价值。     

频率选择表面谐振特性在吸波材料中的应用

利用等效电路法(ECM)及时域有限差分(FDTD)算法分析了频率选择表面(FSS)在2.0～18.0GHz的传输特性,并进行自由空间法测试;同时对含FSS复合吸波材料进行了仿真分析与弓形法反射率测试。结果表明,利用FSS谐振特性与吸波材料吸收特性相互作用,反射率小于–10.0dB的合格带宽可达到7.2GHz(5.0～12.2GHz),有效展宽了反射率曲线的合格带宽,实现了吸波材料吸收性能的宽频化设计。