應用于NFC天線的NiCuZn鐵氧體的制備及仿真研究.pdf

1、近年來，隨著智能電子產品的快速發(fā)展，NFC技術逐漸走進了人們的生活。現(xiàn)在NFC功能已經(jīng)成為智能手機的基本標配功能。NFC功能的實現(xiàn)是基于一個以電感耦合方式工作的線圈天線的。由于消費者對智能電子產品外觀的要求，NFC天線往往進行內置。然而手機中具有非常復雜的金屬環(huán)境，金屬環(huán)境會嚴重影響天線的工作。根據(jù)電磁感應定律，信號遇到天線附近的金屬后會產生電渦流信號，根據(jù)楞次定律該渦流又會減弱到達天線的信號，甚至使天線徹底無法工作。當在線圈天線與金屬

2、間添加一層鐵氧體電磁屏蔽材料就會解決這個問題，但是該鐵氧體材料必須具有高磁導率和低損耗等性能。本論文的主要工作就是研究具有高磁導率和低損耗的NiCuZn鐵氧體材料，最后借助HFSS軟件仿真驗證材料在NFC系統(tǒng)中的電磁屏蔽效果。
　　在材料的制備工藝方面，本文首先研究了預燒溫度對材料性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)，預燒溫度對材料的密度、微觀形貌和電磁性能有比較顯著的影響。隨著預燒溫度的提高，晶粒尺寸逐漸減小，樣品密度先增加后減小，磁導率先減小

3、后穩(wěn)定，品質因數(shù)先增加后略微下降。經(jīng)過對比和分析，950℃預燒的材料在13.56MHz處有最好的性能。其次通過在950℃的預燒料中摻雜Co2O3來調節(jié)材料的性能。發(fā)現(xiàn)，隨著摻雜量的增加，大晶粒數(shù)量減少，晶粒尺寸趨于均勻。樣品的密度有略微的減小，磁導率呈現(xiàn)單調的明顯下降趨勢，而品質因數(shù)一直增加。通過調節(jié)配方中的Zn/Ni比例后在新配方（B）摻入較少量的Co2O3對材料的影響與原配方（A）摻雜較多Co2O3對材料的影響相同。樣品A0.45和

4、B0.10在測試頻段具有幾乎相同的磁導率，樣品A0.45的品質因數(shù)更高而且穩(wěn)定性好，適合在高頻范圍應用。采用0.4％Co2O3和不同量的 Nb2O5摻雜沒有實現(xiàn)改良材料的性能，樣品的密度、晶粒大小、磁導率和品質因數(shù)都隨著Nb2O5量的增加而大幅度減小，這對材料起到嚴重惡化作用。采用0.35%Co2O3和不同量WO3摻雜可以改良材料的性能。隨著WO3含量的增加，晶粒逐漸變小和均勻。密度先增加后減小，磁導率緩慢減小，品質因數(shù)逐漸升高。當摻雜