Ti摻雜NiZn鐵氧體介電與磁性質(zhì)研究.pdf

1、軟磁鐵氧體材料是應(yīng)用廣泛的一類電子功能材料，在實(shí)際研究與應(yīng)用中都是注重它的磁性能。實(shí)際上軟磁鐵氧體材料既是磁介質(zhì)，也是電介質(zhì)，而后者在研究與應(yīng)用中被忽略了，一般只作為磁性材料的一個(gè)次要性質(zhì)進(jìn)行研究。軟磁材料本身就是一個(gè)性能優(yōu)良的磁介質(zhì)材料，如果它也具有良好的介電性，在電子領(lǐng)域的應(yīng)用前景將是巨大的，不僅可以基于它構(gòu)建磁性器件，也可以設(shè)計(jì)介電器件。如果能從材料的角度出發(fā)，開發(fā)一種新型的磁電復(fù)合材料，使其同時(shí)具有電容和電感的功能，則可為解決電

2、子組件向小型化、高性能和高可靠性方向發(fā)展提供一種可能的途徑。但從目前的研究結(jié)果來看，對軟磁材料的介電性質(zhì)的研究顯然不夠深入與系統(tǒng)，而且要達(dá)到應(yīng)用的水平，它的介電性質(zhì)還有待于進(jìn)一步改善與提高，同時(shí)對影響介電材料介電性質(zhì)的主要因素及產(chǎn)生介電性質(zhì)的物理機(jī)制也需要有深入的了解。
　　 本文采用傳統(tǒng)的固相反應(yīng)法制備了Ni0.2Zn0.8Fe2-xTixO4(x=0,0.05，0.1，0.2，0.4)和Ni0.4Zn0.6Fe1.95Ti0

3、.05O4等材料，并通過X射線衍射儀研究了摻Ti對NiZn鐵氧體的晶體結(jié)構(gòu)影響，同時(shí)使用Wayne Kerr6500B型精密阻抗分析儀對陶瓷樣品進(jìn)行了介電性能的測試，特別研究了低溫環(huán)境對材料介電性能的影響，使用AV3691射頻阻抗/材料分析儀研究了材料在射頻段的介電性質(zhì)，使用BH分析儀對材料的磁學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了研究。
　　 XRD衍射結(jié)果分析表明：只有當(dāng)燒結(jié)溫度高于1265℃時(shí)，Ti才能充分進(jìn)入晶格內(nèi)并部分替代Fe離子，并且發(fā)現(xiàn)隨著

4、名義組分Ni0.4Zn0.6Fe2-xTixO4中Ti離子含量增大，樣品中的雜相成分變的越來越多。
　　 Wayne Kerr6500B型精密阻抗分析儀測試結(jié)果分析表明：樣品中Ni離子與Zn離子比例的改變對樣品的介電常數(shù)及介電損耗都產(chǎn)生了影響。樣品中Ni離子的減少增加了樣品的介電常數(shù)，但同時(shí)也會增加樣品的介電損耗，但當(dāng)頻率在5000Hz以后，樣品中Ni離子與Zn離子比例的改變對樣品的介電損耗的影響講變的微弱，為了提高材料介電性能

5、和降低介電損耗，樣品中Ni離子的比例應(yīng)維持在一個(gè)較小的范圍。
　　 低溫環(huán)境對材料介電性能影響的研究表明：低溫下的固有偶極矩的轉(zhuǎn)動(dòng)會被凍結(jié)，從而對介電常數(shù)沒有貢獻(xiàn)，當(dāng)溫度升高后，固有偶極矩在熱激發(fā)作用下可以轉(zhuǎn)動(dòng)了，對應(yīng)的介電常數(shù)增大，同時(shí)材料的損耗角正切也會產(chǎn)生一個(gè)明顯的弛豫損耗峰。而且隨著測試頻率的升高，對應(yīng)的固有偶極矩發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)所需要的能量增大，所以介電常數(shù)增大和介電損耗角正切弛豫損耗峰向高溫區(qū)移動(dòng)。
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