X波段移相器用鋰鐵氧體材料的制備及電磁性能的研究.pdf

1、鋰鐵氧體由于具有高居里溫度、高剩磁比等特點成為鐵氧體移相器的首選材料，在微波領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用，但其過高的飽和磁化強度、高矯頑力、高介電損耗以及低密度等不足，妨礙鋰鐵氧體器件向小型化、低損耗微波器件方向發(fā)展。本文通過Ni-Ti離子復(fù)合取代、配方變化、添加燒結(jié)助劑三種途徑來改善材料的綜合性能。采用XRD、SEM、粒度分析、綜合磁性能測試、矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀等手段對燒結(jié)鐵氧體陶瓷樣品的性能進行表征。
　　 通過Ni-Ti離子復(fù)合取代，采用氧

2、化物法陶瓷工藝，在1050℃燒結(jié)7h制備出物相單一，結(jié)構(gòu)致密的Li0.5-0.5x+0.5yNixTiyFe2.5-0.5x-1.5yO4(x=0.2，y=0.05，0.10，0.15，0.20，0.25)鐵氧體。隨著離子取代量的增加，材料的飽和磁化強度調(diào)節(jié)到1752～2412Gs范圍內(nèi)，矯頑力也呈減小趨勢，從5.5Oe降低至2.9 Oe。取代量為y=0.10的樣品的飽和磁化強度4πMs為2162Gs，與期望指標(biāo)相符，且具有良好的剩磁比

3、R=0.86，其矯頑力Hc稍大，為4.6Oe，介電常數(shù)ε=14.68，tanδε=6.1×10-3，損耗較大。
　　 以Li0.45Ni0.2Ti0.1Fe2.25O4鐵氧體為對象，研究富鋰配方和缺鐵配方對介電損耗的影響。結(jié)果表明，缺鐵配方比富鋰配方更能有效減小材料介電損耗。盡管微量富鋰能補償材料燒結(jié)過程的Li揮發(fā)使密度提高，但大部分富鋰配方樣品綜合性能較差，介電損耗較大。缺鐵配方中，適量缺鐵能有效改善材料的微觀結(jié)構(gòu)和介電性能：

4、缺鐵量δ=0.06時，樣品物相純凈，氣孔很少，表觀密度ρ=4.67g·cm-3，ε=14.56，tanδε=2.1×10-3，與未缺鐵樣品(tanδε=6.1×10-3)相比，介電損耗明顯降低。
　　 在缺鐵量為0.06的基礎(chǔ)上，不同Bi2O3摻量的鋰鐵氧體樣品經(jīng)1050℃燒結(jié)5h后，物相組成為純凈的立方尖晶石相；適量Bi2O3能通過促進液相生成來加速傳質(zhì)，促進材料燒結(jié)致密，還有助于改善磁性能和降低介電損耗。Bi2O3摻量為1.