水基流延成型制備高磁導(dǎo)率低磁損耗NFC鐵氧體片及其磁學(xué)性能研究.pdf

1、近距離無線通訊(NFC)技術(shù)在最近幾年發(fā)展迅速，與移動(dòng)設(shè)備尤其是與手機(jī)的結(jié)合，將會(huì)極大地促進(jìn)NFC技術(shù)的發(fā)展。移動(dòng)設(shè)備上NFC功能的順利實(shí)現(xiàn)，需要解決的硬件問題是制備一種高磁導(dǎo)率、低損耗的燒結(jié)鐵氧體片。本論文采用固相反應(yīng)法制備預(yù)燒鐵氧體粉末，通過水基流延成型工藝制備鐵氧體坯片，研究工藝條件、助熔劑及Co2+離子對鐵氧體片的燒結(jié)密度、微觀形貌和磁學(xué)性能等的影響。通過工藝、成分和成型工藝的組合調(diào)整，制備出滿足NFC功能使用的高磁導(dǎo)率、低磁損

2、耗、高截止頻率、厚度較薄且具有較好磁導(dǎo)率溫度穩(wěn)定性的燒結(jié)鐵氧體膜片。
　　首先，分別探討預(yù)燒溫度對成分為Ni0.33Cu0.23Zn0.44Fe2O4鐵氧體片和燒結(jié)溫度對成分為Ni0.33Cu0.23Zn0.44Bi0.02Fe1.98O4鐵氧體片的燒結(jié)密度、線性收縮率和磁學(xué)性能的影響。隨著預(yù)燒溫度的升高，鐵氧體片的燒結(jié)密度逐漸增大，收縮率逐漸變小，當(dāng)在850℃環(huán)境下預(yù)燒2h可以獲得密度為5.25g.cm-3，微觀結(jié)構(gòu)相對均勻，且

3、較為平整的鐵氧體片，此鐵氧體片在13.56MHz下的復(fù)數(shù)磁導(dǎo)率μ'為95，μ"為43，截止頻率為10.8MHz。在確定預(yù)燒溫度為850℃，保溫2h的前提下，探討了燒結(jié)溫度對成分為Ni0.33Cu0.23Zn0.44Bi0.02Fe1.98O4鐵氧體坯片燒結(jié)密度、收縮率和磁學(xué)性能的影響。當(dāng)在960℃燒結(jié)3h，即可獲得晶粒尺寸均勻，組織較為致密的鐵氧體片，在13.56MHz的復(fù)數(shù)磁導(dǎo)率μ'為213，μ"為60，截止頻率為19.4MHz。

4、r>　　其次，為了達(dá)到低溫?zé)Y(jié)和實(shí)現(xiàn)組織致密化，研究Bi2O3含量對成分為Ni0.33Cu0.23Zn0.44BixFe2-xO4鐵氧體片磁學(xué)性能影響，當(dāng)x=0.02時(shí)，在960℃低溫?zé)Y(jié)3h即可獲得密度為5.29 g/cm3，收縮率為20.73％，且厚度在80μm左右的鐵氧體片，當(dāng)x在0.015～0.02之間時(shí)，可得到磁導(dǎo)率溫度系數(shù)較小的燒結(jié)鐵氧體片。
　　在上述實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，為了進(jìn)一步降低磁損耗，提高截止頻率，對成分為Ni0.

5、33Cu0.23Zn0.44Bi0.02Fe1.98O4鐵氧體進(jìn)行摻雜處理。在二次球磨時(shí)添加少量的Co2O3，采用水基流延成型制備出一定厚度的流延鐵氧體坯片。加入Co2O3的鐵氧體片在13.56MHz下的復(fù)數(shù)磁導(dǎo)率迅速下降，當(dāng)加入0.2wt％的Co2O3時(shí)，鐵氧體片在13.56MHz下的復(fù)數(shù)磁導(dǎo)率實(shí)部為187，磁導(dǎo)率虛部為3.12，截止頻率為67MHz左右。同時(shí)由于Co2O3的加入可以增大鐵氧體的磁晶各項(xiàng)異性常數(shù)，適量的添加可以改善鐵氧

6、體的磁導(dǎo)率溫度穩(wěn)定性。此種鐵氧體已經(jīng)滿足了NFC功能的使用。
　　最后將燒結(jié)鐵氧體片與膠帶貼合，制備出NFC膜片。通過對其屏蔽效果測試，得出膜片的厚度、面積和μQ乘積大小對屏蔽效果的影響規(guī)律。在達(dá)到相同屏蔽效果的基礎(chǔ)上，可以通過增大鐵氧體片μQ乘積的方法來減小膜片的幾何尺寸，同時(shí)探討膜片幾何形狀位置組合對屏蔽效果的影響，研究發(fā)現(xiàn)采用三明治結(jié)構(gòu)形式的NFC膜片形狀位置組合的方法可以實(shí)現(xiàn)減少膜片面積的使用量，對于在實(shí)際使用時(shí)減少成本具