NiZn铁氧体靶材及薄膜的磁性能和微观结构

首先采用固相反应法制备NixZn1-xFe2O4铁氧体靶材(x=0.2～0.8),研究了Ni取代量对靶材性能的影响;并选用Ni0.5Zn0.5Fe2O4靶材,采用射频磁控溅射法在Si(100)基片上制备了NiZn铁氧体薄膜.靶材样品的分析结果表明,随Ni含量增加,样品的X射线衍射峰向高角方向移动,晶格常数和平均晶粒尺寸都单调减小;当x=0.5～0.6时,NixZn1-xFe2O4铁氧体饱和磁感应强度Bs较高,矫顽力Hc较小.薄膜样品的分析结果表明,制备的薄膜经800℃退火后,呈尖晶石结构,并沿(400)方向择尤取向;薄膜的饱和磁化强度Ms和面内矫顽力Hc分别为310kA/m和8.833kA/m.     

薄膜厚度对Ni-Zn铁氧体薄膜性能的影响

采用射频磁控溅射法在Si(100)基片上沉积Ni0.5Zn0.5Fe2O4铁氧体薄膜,研究了薄膜厚度对其结构和性能的影响.结果表明,在800℃空气中退火时,Si基片与Ni-Zn铁氧体薄膜存在相互渗透.随薄膜厚度增加,薄膜样品晶格常数及晶粒尺寸增大,饱和磁化强度Ms和矫顽力Hc均略有增加.     

氧化液pH值对低温沉积Ni-Zn铁氧体薄膜的结构和磁性能的影响

用FeCl2 NiCl2 ZnCl2组成的还原液和CH3COONH4 NH3H2O NaNO2组成的氧化液不断地向转盘上的玻璃基片喷镀,在90℃下反应制备了厚度1～2 μm的Ni-Zn铁氧体薄膜.X射线衍射(XRD)显示制备的薄膜具有尖晶石结构铁氧体的特征衍射峰.当氧化液的pH值从8.0增大到8.8时,薄膜的沉积速率和表面粗糙度都相应提高.氧化液pH值等于8.8时薄膜组成为Ni2 0.43Zn2 0.09Fe2 0.48Fe3 2O4.制备的薄膜显示了210.3kA/m的高饱和磁化强度和1.218kA/m的低矫顽力.这种优良的软磁薄膜可应用于射频感应器和微波频段的电磁干扰抑制器.     

Bi2O3掺杂和烧结温度对NiZn铁氧体截止频率的影响

以Ni0.25Co0.14Cu0.4Zn0.21Fe1.98O4为主配方,掺杂不同量的Bi2O3助熔剂,采用普通陶瓷工艺制备了NiZn铁氧体材料。分别采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析观察样品的相成分和微观形貌。用阻抗分析仪测试样品的磁谱,研究了Bi2O3助熔剂掺杂量和低温烧结对材料截止频率的影响。当起始磁导率为5.5时获得的截止频率为1GHz;材料中添加4wt%Bi2O3后,其烧结温度可以降低为850℃。     

V_2O_5添加对NiCuZn铁氧体材料磁性能的影响

在前期实验的基础上并根据实际需要,选用Ni0.25Cu0.4Co0.15Zn0.2Fe2O4为主配方,采用普通氧化物陶瓷工艺制备NiCuZn铁氧体材料,通过添加V2O5助熔剂来改善材料的显微结构。主要研究了助剂含量对材料致密化程度、起始磁导率、截止频率、比损耗、温度稳定性等的影响。最终制备出可以用于射频领域的宽频带铁氧体材料,性能为:起始磁导率为7.4,截止频率700MHz左右,在-60～120℃磁导率的比温度系数小于4.5×10-4/℃,比损耗系数在100MHz以下小于1×10-2。     

铁含量和热处理对溶胶-凝胶法制备的NiCuZn铁氧体材料磁性能的影响

用溶胶-凝胶法制备Ni0.4Cu0.2Zn0.4FexO4尖晶石铁氧体纳米粉体,经过750℃的热处理后即有尖晶石相形成。详细研究了铁含量和热处理温度对静态磁性能的影响。粉料经造粒、压环成型并进行烧结,测量了它们的静态及交流磁性能。结果显示,在温度1000℃烧结3h,随x增大,材料矫顽力先变小后变大,而比饱和磁化强度先变大后变小,x=2.0的材料静磁性能较好,矫顽力为120A/m(1.5Oe),比饱和磁化强度为79.5 A.m2/kg。x=1.8的材料的起始磁导率最高,接近125,截止频率约为20MHz。随x增大,磁导率降低、截止频率提高,材料的高频特性有所改善。     

引燃温度对溶胶-凝胶自燃合成的Ni0.35Zn0.65Fe2O4性能的影响

采用溶胶-凝胶自燃法制备Ni0.35Zn0.65Fe2O4粉末,研究引燃温度对燃烧产物性能的影响.用X射线衍射仪(XRD)和振动样品磁强计(VSM)对粉末的物相和磁性能进行了表征.结果表明,凝胶自燃后的粉体具有单一的尖晶石型NiZn铁氧体相,粉末颗粒尺寸约20nm,样品的比饱和磁化强度随自燃温度的升高而提高.引燃温度为...     

Mg_(0.6)Cu_(0.1)Zn_(0.3)Fe_(2+x)O_(4+3/2x)铁氧体的结构和磁性能

分别采用过铁、正铁和缺铁配方通过固相反应法制备MgCuZn铁氧体,分析了Fe3+对铁氧体的磁性能和烧结特性的影响。微量缺铁有助于促进烧结并改善磁性能,过铁情况下,饱和磁化强度随x值增大迅速下降,在x=0.06处下降至38.84 A·m2/kg,相应的磁导率下降,截止频率向高频移动。并研究了微量V2O5掺杂对改善磁性能的作用,在掺杂量为0.4wt%处获得虚部损耗的有效提升(截止频率处提升近30%)。在此基础上探讨了MgCuZn铁氧体用作抗EMI磁珠的可行性,其低廉的价格相较于传统的Ni Zn/Ni Cu Zn铁氧体具有明显的优势。     

溶胶-凝胶法制备Ni_(0.4)Cu_(0.2)Zn_(0.4)Fe_xO_4薄膜研究

利用溶胶-凝胶方法在硅基片上制备了NiZnCu系列铁氧体薄膜,研究了溶胶pH值、溶胶陈化条件、原料配比、热处理工艺对样品磁性能的影响。发现溶胶的pH值为3.2时得到的样品矫顽力较小。将溶胶在不同温度下陈化,制得样品的矫顽力Hc随溶胶陈化放置时间逐渐减小然后趋于稳定,其中由常温下放置的溶胶制得样品的矫顽力较小且最先稳定。将Ni0.4Cu0.2Zn0.4FexO4(x=1.9,2.0,2.1)配方的薄膜在不同温度条件下热处理,发现x=2.0的样品性能较好。在600℃附近热处理6min,可以得到矫顽力Hc较低而饱和磁化强度Ms较高的样品:矫顽力最低可达1329 A/m,饱和磁化强度约为290kA/m。     

Ni0.6Zn0.4Fe2O4铁氧体纳米晶与微米晶300MHz～2GHz的磁导率比较

用水热法制备了平均晶粒尺寸为40 nm的Ni0.6Zn0.4Fe2O4铁氧体八面体颗粒,同时采用溶胶-凝胶高温烧结法合成Ni0.6Zn0.4Fe2O4微米晶颗粒。用矢量网络分析仪测试了铁氧体/石蜡混合材料在300MHz~2GHz频段的复磁导率和复介电常数。实验结果表明Ni0.6Zn0.4Fe2O4铁氧体纳米晶粒样品与微米晶样品相比具有更高的磁导率(实部r在3.3～1.65之间,磁导率虚部r在1.1左右)、更大的磁损耗以及更优异的微波吸收特性。     

Co离子添加对NiZn铁氧体电磁性能的影响

用传统的陶瓷工艺制备了Co掺杂Ni0.24Zn0.6Fe1.98O4铁氧体材料,研究了Co掺杂量对NiZn铁氧体磁性能的影响.实验发现,在掺杂少量Co的情况下,随着掺杂量的增加,NiZn铁氧体的晶粒均匀生长,截止频率增高,损耗减小,介电常数在较宽频率范围稳定.因而,添加适量的Co离子,能有效改善NiZn铁氧体的性能.     

烧结温度对镍锌功率铁氧体磁性能的影响

为得到Zn含量不同时NiZn铁氧体材料的最佳烧结温度,用氧化物法制备了NiZn铁氧体材料,研究了烧结温度对材料起始磁导率、功耗、饱和磁感应强度和微结构的影响.结果表明,适宜的烧结温度对制备功耗低、饱和磁感应强度高和较优起始磁导率的NiZn铁氧体材料至关重要,而Zn含量不同时对应材料的最佳烧结温度也各不相同.     

基片温度对Ni81Fe19薄膜结构和各向异性磁电阻的影响

利用磁控溅射方法制备了一系列Ta(x)/Ni81Fe19(100nm)/Ta(3nm)磁性薄膜。着重研究基片温度、缓冲层厚度对薄膜结构和各向异性磁电阻的影响。利用X射线衍射仪分析了薄膜结构、晶粒取向;用四探针法测量了薄膜的电阻率和各向异性磁电阻。结果表明,基片温度对薄膜的各向异性磁电阻及饱和场有显著影响,随着基片温度的升高,薄膜各向异性磁电阻随之增大,饱和场则相反。基片温度在400℃时制备的Ni81Fe19薄膜具有较大的各向异性磁电阻比和较低的磁化饱和场,薄膜最大各向异性磁电阻比为4.23%,最低磁化饱和场为739.67A/m;随着缓冲层厚度的增加,坡莫合金薄膜的AMR值先变大后减小,在x=5nm时达到最大值。     

乙二胺四乙酸含量对M型钡铁氧体薄膜磁性能和微波性能的影响

采用有机金属裂解法在Pt/TiO2/SiO2/Si基板上制备M型钡铁氧体(Ba M)薄膜,并着重研究了螯合剂乙二胺四乙酸(EDTA)含量对Ba M薄膜结构、磁性和微波性能的影响。研究发现,当EDTA∶(Ba2++Fe3+)=1(摩尔比)时,Ba M薄膜形成较多的六角形状晶粒,而且磁性能和微波性能较佳,沿c轴生长的取向度高达0.91,饱和磁化强度Ms为302k A/m(μ0Ms=0.38T),在50GHz时铁磁共振线宽ΔH为22k A/m(277Oe)。这是因为适量的EDTA不仅在溶液挥发时能够阻止金属离子的分离和间歇性的沉淀,并且能够促进成形成均匀的前驱液,从而在前驱液分解时能促进形成Ba M,在经过热处理后易形成沿c轴取向、具有六角形状晶粒的Ba M薄膜。     

溶胶-凝胶法制备的纳米Ni-Zn铁氧体粒子的磁性

利用溶胶—凝胶法制备了Ni0.5Zn0.5Fe2O4纳米颗粒．测量了它们的矫顽力随温度的变化，发现纳米颗粒的矫顽力比块体材料的要大，并且矫顽力随温度增高而减小。我们还得到不同磁场下Ni0.5Zn0.5Fe2O4纳米颗粒的ZFC-FC曲线。穆斯堡尔谱测量证实了Ni0.5Zn0.5Fe2O4中超顺磁性的存在。     

羰基铁/TiO2薄膜的制备及磁性能

在常压下用溶胶-凝胶法(不用酸作催化剂)制备了羰基铁/TiO2磁性薄膜,薄膜的颗粒尺寸为几十nm.通过原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)等方法分析材料形貌与微观结构,用振动样品磁强计和Agilent8722ES矢量网络分析仪对其磁性能进行了表征.结果表明,羰基铁粉颗粒表面均匀地包覆非晶态TiO2,钛酸正四丁酯与铁发生了键合作用.包覆后的复合薄膜的饱和磁化强度为163kA/m,矫顽力Hc仅为1.2kA/m.介电损耗型材料二氧化钛与磁损耗型材料羰基铁复合,可调节磁性能.     

YIG缺铁配方的研究

用氧化物方法制备了缺铁配方的YIG，发现随配方中FeO3含量的减少，YIG的电阻率增大，介电损耗和高频软磁损耗减小，截止频率增大。在本实验条件下配方中缺铁3．0％时样品为正分，其饱和磁化强度和复数磁导率的实部最大。