本书为“材料先进成型与加工技术丛书”之一。全书以应用于电子信息领域的铁氧体磁性材料和磁芯器件设计、成型、测试、分析为主体进行论述。本书上册按软磁尖晶石锰锌晶系、尖晶石镍锌晶系、平面六角晶系、铁电/铁磁晶系和等磁介晶系依次进行磁性材料晶格理论设计、配方优化、制备工艺和磁芯器件成型技术的介绍，每章末均给出一种软磁铁氧体最新器件设计和成型制造方法。下册，介绍了不同微波/毫米波频段旋磁铁氧体的材料制备和磁芯器件成型技术方法，尤其是最新的低温共烧陶瓷（LTCC）成型技术，包括石榴石YIG旋磁、尖晶石NiCuZn旋磁、平面六角钡铁氧体旋磁、复合介电-旋磁和尖晶石LiZn旋磁体系的低温共烧结制备技术，并在每章末给出一个典型微带集成器件的理论设计及LTCC成型技术的实例。
样章试读
目录
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总序
前言
（上）
第1章 MnZn功率铁氧体磁芯制备 1
1.1 绪论 1
1.1.1 引言 1
1.1.2 MnZn系功率铁氧体发展历程和国内外研究进展 2
1.1.3 MnZn铁氧体磁芯制备工艺研究 8
1.2 宽温度低损耗MnZn系功率铁氧体研制方案 9
1.2.1 研制方案 9
1.2.2 工艺流程 13
1.2.3 分析表征 14
1.3 MnTiZn和MnSnZn四元系功率铁氧体材料研究 15
1.3.1 研究方案 15
1.3.2 MnTiZn四元系功率铁氧体材料研究 15
1.3.3 MnSnZn四元系功率铁氧体材料研究 26
1.4 MnTiSnZn和MnCoTiZn五元系功率铁氧体材料研究 29
1.4.1 引入五元系 29
1.4.2 MnTiSnZn五元系功率铁氧体材料研究 29
1.4.3 MnCoTiZn五元系功率铁氧体材料研究 35
1.5 宽温度低损耗MnCoTiZn功率铁氧体材料添加剂技术研究 38
1.5.1 添加剂引入 38
1.5.2 Ta2O5对MnCoTiZn功率铁氧体性能的影响 39
1.5.3 Nb2O5对MnCoTiZn功率铁氧体性能的影响 43
1.5.4 ZrO2对MnCoTiZn功率铁氧体性能的影响 47
1.6 宽温度低损耗MnZn系功率铁氧体材料工艺技术研究 50
1.6.1 MnZn系工艺引入 50
1.6.2 预烧温度的研究 51
1.6.3 二次球磨时间的研究 56
1.6.4 烧结温度的研究 62
1.7 宽温度低损耗MnCoTiZn功率铁氧体应用研究 64
1.7.1 磁芯变压器制备 64
1.7.2 开关电源变压器的原理及组成 65
1.7.3 开关电源变压器的优化设计 70
1.7.4 开关电源变压器的研制与应用 79
参考文献 80
第2章 NiCuZn铁氧体制备研究 83
2.1 绪论 83
2.1.1 研究的背景和意义 83
2.1.2 低温烧结铁氧体材料技术要求 85
2.1.3 低温烧结NiCuZn铁氧体降温途径 86
2.1.4 低温烧结NiCuZn铁氧体的制备方法及研究进展 87
2.1.5 叠层片式电感器件发展趋势及对LTCF材料提出的要求 90
2.2 低温烧结NiCuZn铁氧体关键特性参数的理论分析 91
2.2.1 NiCuZn铁氧体材料特点 91
2.2.2 关键特性参数的理论分析 93
2.3 氧化物法制备低温烧结NiCuZn铁氧体材料研究 109
2.3.1 氧化物法制备NiCuZn铁氧体工艺流程 109
2.3.2 低温烧结NiCuZn铁氧体配方影响研究 110
2.3.3 氧化物法制备工艺对低温烧结NiCuZn铁氧体影响研究 116
2.3.4 掺杂方案对低温烧结NiCuZn铁氧体性能影响研究 121
2.4 采用遗传算法进行氧化物法材料配方设计研究 130
2.4.1 引入的意义 130
2.4.2 遗传算法概述 130
2.4.3 遗传算法基本过程 131
2.4.4 遗传算法在低温烧结NiCuZn材料配方设计中的应用 133
2.4.5 程序设计 141
2.5 溶胶-凝胶法及复合法制备低温烧结NiCuZn铁氧体 143
2.5.1 溶胶-凝胶法概述 143
2.5.2 制备工艺流程 144
2.5.3 合成粉末的相结构 144
2.5.4 样品烧结性能及磁性能 145
2.5.5 复合法的提出 147
2.5.6 复合法实验过程及分析 147
2.6 片式电感结构优化设计和制备工艺研究 151
2.6.1 材料器件一体化制备技术 151
2.6.2 Ansoft HFSS仿真软件简介及设计过程 153
2.6.3 片式电感结构设计及优化 155
2.6.4 实际片式电感制备工艺过程 164
2.6.5 片式电感性能分析 166
参考文献 169
第3章 高频Co2Z型六角铁氧体材料 171
3.1 绪论 171
3.1.1 引言 171
3.1.2 国内外研究现状 173
3.1.3 实验合成方法 180
3.2 Z型六角铁氧体的固相反应合成 183
3.2.1 Z型六角铁氧体引入 183
3.2.2 固相反应法制备Z型六角铁氧体的相转变过程分析 185
3.2.3 工艺条件对Z型六角铁氧体微观结构和磁性能的影响 189
3.3 Z型六角铁氧体的掺杂改性 200
3.3.1 掺杂改性引入 200
3.3.2 Y2O3掺杂对Z型六角铁氧体微观结构和电磁性能的影响 201
3.3.3 Nb2O5掺杂对Z型六角铁氧体微观结构和电磁性能的影响 205
3.3.4 PZTS掺杂对Z型六角铁氧体微观结构和电磁性能的影响 212
3.4 Z型六角铁氧体的低温液相烧结 217
3.4.1 低温液相烧结引入 217
3.4.2 Bi2O3助熔Z型六角铁氧体材料的微观结构及电磁性能 218
3.4.3 Bi2O3-SiO2助熔Z型六角铁氧体材料的微观结构及电磁性能 232
3.5 Z型六角铁氧体的软化学合成 236
3.5.1 软化学合成引入 236
3.5.2 溶胶-凝胶法合成Z型六角铁氧体 237
3.5.3 纳米-微米颗粒组配工艺制备低温烧结Z型六角铁氧体 238
参考文献 241
第4章 铁电/铁磁复合材料 243
4.1 绪论 243
4.1.1 引言 243
4.1.2 高性能铁电/铁磁复合材料 244
4.1.3 低温共烧陶瓷技术 247
4.2 低温烧结BaTiO3(CaTiO3)/NiCuZn铁氧体复相陶瓷研究 253
4.2.1 两种复相陶瓷的制备 253
4.2.2 相组成、烧结性能与微结构分析 254
4.2.3 磁性能研究 257
4.2.4 介电性能研究 268
4.3 化学合成BaTiO3对低温烧结铁电/铁磁复相陶瓷性能的影响 274
4.3.1 铁电/铁磁复相陶瓷的制备 274
4.3.2 相组成、烧结性能与微结构分析 275
4.3.3 磁性能研究 279
4.3.4 介电性能研究 284
4.4 低温烧结多元氧化物掺杂铁电/铁磁复相陶瓷性能研究 286
4.4.1 Li2CO3-V2O5对BaTiO3微结构和性能的影响 286
4.4.2 Bi2O3-Li2CO3-V2O5掺杂铁电/铁磁复相陶瓷性能研究 288
4.5 低温烧结铁电/铁磁/玻璃复合材料性能研究及器件制作 296
4.5.1 BBSZ玻璃对铁电/铁磁复相陶瓷性能的影响 296
4.5.2 LTCC低通滤波器的设计与制作 303
4.6 低温烧结Bi4Ti3O12/NiCuZn铁氧体复相陶瓷性能研究 314
4.6.1 Bi4Ti3O12掺杂NiCuZn铁氧体性能研究 314
4.6.2 Bi4Ti3O12/NiCuZn铁氧体复相陶瓷性能研究 320
参考文献 323
第5章 等磁介铁氧体-复合软磁 326
5.1 绪论 326
5.1.1 研究背景 326
5.1.2 磁介铁氧体材料发展现状 327
5.1.3 低温共烧陶瓷/铁氧体技术以及甚高频微带天线 333
5.2 Cd2+取代对Mg和Mg-Co铁氧体结构及磁介性能的影响 337
5.2.1 Cd2+取代的意义 337
5.2.2 Mg-Cd铁氧体制备及性能研究 339
5.2.3 Mg-Cd-Co铁氧体制备及性能研究 349
5.3 Sm3+取代对Mg-Cd铁氧体结构及磁介性能的影响 356
5.3.1 Sm3+取代的意义 356
5.3.2 Mg-Cd-Sm铁氧体制备及性能研究 357
5.4 Ga3+取代对Mg-Cd铁氧体结构及磁介性能的影响 364
5.4.1 Ga3+取代的意义 364
5.4.2 Mg-Cd-Ga磁性铁氧体制备及性能研究 365
5.4.3 Mg-Cd-Ga铁氧体在不同合成温度下的制备及性能研究 371
5.5 基于磁介材料的宽频带圆极化微带天线研究 377
5.5.1 磁介材料微带天线的优点 377
5.5.2 磁介材料生瓷料带及铁氧体基片工艺制备研究 379
5.5.3 基于磁介材料的圆极化微带天线的设计加工与测试 382
参考文献 391
关键词索引 393
（下）
第6章 低温共烧石榴石YIG铁氧体磁芯-旋磁 395
6.1 绪论 395
6.1.1 研究背景和意义 395
6.1.2 YIG铁氧体的研究历史和现状 396
6.1.3 YIG旋磁铁氧体及LTCC技术在微波器件上的研究和应用 402
6.2 低温烧结YIG旋磁铁氧体理论与技术路线 406
6.2.1 YIG的晶体结构 406
6.2.2 YIG的主要性能参数 408
6.2.3 YIG材料的磁性来源 413
6.2.4 铁氧体粉料合成技术 415
6.2.5 晶体结构的缺陷 417
6.3 BBSZ助烧掺杂YIG铁氧体材料研究 419
6.3.1 引言 419
6.3.2 BBSZ玻璃相助烧剂的制备和研究 419
6.3.3 BBSZ玻璃相助烧剂掺杂YIG铁氧体材料测试结果分析 420
6.3.4 BBSZ在液相烧结中的作用 426
6.4 Bi3+取代YIG降温烧结研究 429
6.4.1 BBSZ助烧剂低温烧结Bi:YIG 429
6.4.2 Bi3+取代YIG铁氧体材料研究 431
6.4.3 铁磁共振线宽的准确拟合表达 439
6.5 Bi3+取代YIG的缺铁配方研究 441
6.5.1 Bi3+取代YIG的缺铁配方 441
6.5.2 缺铁配方的Bi:YIG铁氧体实验研究 442
6.5.3 Bi:YIG的烧结过程和原子迁移 450
6.6 分步烧结Bi:YIG铁氧体研究 461
6.6.1 引言 461
6.6.2 Bi:YIG铁氧体的低温分步烧结研究 463
6.6.3 分步烧结在固相法烧结铁氧体中的作用 470
参考文献 471
第7章 低温共烧尖晶石NiCuZn铁氧体磁芯-旋磁 473
7.1 绪论 473
7.1.1 研究背景和意义 473
7.1.2 NiCuZn铁氧体研究情况 476
7.1.3 NiCuZn铁氧体应用的研究状况和发展趋势 485
7.2 Bi3+取代的NiCuZn铁氧体的低温烧结和性能研究 494
7.2.1 NiCuZn旋磁铁氧体低温烧结 494
7.2.2 离子取代相关理论 495
7.2.3 Bi3+取代NiCuZn铁氧体的制备和性能研究 496
7.3 低温烧结Mn3+取代NiCuZn铁氧体研究 510
7.3.1 研究意义 510
7.3.2 Mn3+取代NiCuZn铁氧体研究 510
7.4 MnO2-Bi2O3复合掺杂NiCuZn铁氧体研究 520
7.4.1 MnO2-Bi2O3复合掺杂NiCuZn铁氧体 520
7.4.2 MnO2-Bi2O3复合掺杂NiCuZn铁氧体的制备和性能研究 521
7.4.3 瞬态烧结的MnO2-Bi2O3复合掺杂NiCuZn铁氧体的研究 533
7.5 Bi2O3-Nb2O5复合掺杂NiCuZn铁氧体研究 542
7.5.1 Bi2O3-Nb2O5复合掺杂NiCuZn铁氧体 542
7.5.2 Bi2O3-Nb2O5复合掺杂NiCuZn铁氧体的制备和性能研究 542
7.5.3 烧结温度和时间对Bi2O3-Nb2O5复合掺杂NiCuZn铁氧体的
影响 551
7.6 基于NiCuZn铁氧体材料的X波段移相器研究 560
7.6.1 NiCuZn铁氧体基X波段移相器 560
7.6.2 铁氧体移相器实现原理 562
7.6.3 铁氧体中微波传播原理 562
7.6.4 微带线传输理论 565
7.6.5 微带线移相器设计与实现 568
参考文献 576
第8章 低温共烧平面六角钡铁氧体磁芯-旋磁 578
8.1 绪论 578
8.1.1 引言 578
8.1.2 环行器概述 580
8.1.3 BaM铁氧体的研究状况 582
8.1.4 LTCC技术及铁氧体陶瓷低温烧结 586
8.2 低温烧结M型钡铁氧体基本理论及工艺 587
8.2.1 低温烧结M型钡铁氧体 587
8.2.2 BaM铁氧体的基本结构及离子取代理论 588
8.2.3 BaM铁氧体低温烧结理论及合成工艺 592
8.3 单离子取代对BaM铁氧体性能的影响与分析 595
8.3.1 单离子取代BaM铁氧体 595
8.3.2 Ga3+取代对BaM铁氧体的影响 596
8.3.3 Al3+取代对BaM铁氧体的影响 607
8.4 多离子取代对BaM铁氧体性能的影响与分析 616
8.4.1 多离子取代BaM铁氧体 616
8.4.2 Bi3+取代对Ba(CoTi)1.2Fe9.6O19铁氧体的影响 617
8.4.3 烧结温度对BaBi0.45(CoTi)1.2Fe9.15O19铁氧体的影响 626
8.5 氧化物添加剂对BaM铁氧体性能的影响与分析 635
8.5.1 氧化物添加剂BaM铁氧体 635
8.5.2 单氧化物V2O5掺杂对BaM铁氧体的影响 636
8.5.3 复合氧化物Bi2O3-Nb2O5掺杂对BaM铁氧体的影响 645
8.6 环行器的设计与实现 658
8.6.1 BaM铁氧体基环形器 658
8.6.2 环行器的工作原理 658
8.6.3 铁氧体微带环行器的计算 660
8.6.4 铁氧体微带环行器的仿真设计 662
8.6.5 铁氧体微带环行器的制备与测试 663
参考文献 664
第9章 低温共烧介电-旋磁复合材料磁芯-旋磁 667
9.1 绪论 667
9.1.1 引言 667
9.1.2 铁氧体磁介材料的研究现状 669
9.1.3 铁氧体磁介材料在微波器件中的应用现状及发展趋势 680
9.2 铁氧体磁介材料基本特性参数与相关基础理论 683
9.2.1 基本特性参数 683
9.2.2 相关基础理论 691
9.3 NiZn尖晶石/BaCo-Z六角复合铁氧体高频磁介性能研究 698
9.3.1 NiZn尖晶石/BaCo-Z六角复合铁氧体 698
9.3.2 NiZn铁氧体基的NiZn/BaCo-Z复合铁氧体 699
9.3.3 BaCo-Z基的BaCo-Z/NiZn复合铁氧体 710
9.3.4 磁性复合与非磁性复合的比较 714
9.3.5 基于NiZn/BaCo-Z复合铁氧体的等磁介材料 717
9.4 纳米晶植入的铁氧体磁介材料及UHF频段等磁介实现 723
9.4.1 纳米晶植入 723
9.4.2 添加纳米ZnAl2O4的NiZn铁氧体性能研究 723
9.4.3 添加纳米ZnAl2O4的BaCo-Z平面六角铁氧体性能研究 732
9.5 低温烧结BaM六角铁氧体毫米波Ka波段磁介性能研究 738
9.5.1 低温烧结BaM六角铁氧体 738
9.5.2 低温烧结Bi2O3/BaM铁氧体的制备与表征 739
9.5.3 成相与微结构分析 741
9.5.4 Ka波段的磁导率 743
9.5.5 Ka波段的介电常数 744
9.6 X波段/Ka波段全自动铁磁共振线宽测试系统搭建 746
9.6.1 铁磁共振线宽测试系统搭建 746
9.6.2 铁氧体的旋磁性与铁磁共振线宽的测试 747
9.6.3 波导谐振腔测试夹具的仿真与制作 755
9.6.4 测试平台的设计与组合 759
9.6.5 测试系统的整合与自动化测试的实现 762
9.6.6 测试系统的使用流程与测试结果分析 765
参考文献 766
第10章 LiZn旋磁铁氧体磁芯-旋磁 768
10.1 绪论 768
10.1.1 引言 768
10.1.2 Li系铁氧体 771
10.1.3 移相器 777
10.2 旋磁铁氧体的制备方法及基础理论 781
10.2.1 制备方法 781
10.2.2 旋磁铁氧体的特性参数 784
10.2.3 液相烧结 787
10.3 低软化温度玻璃掺杂LiZnTiMn铁氧体的低温烧结研究 789
10.3.1 玻璃掺杂LiZnTiMn铁氧体 789
10.3.2 V2O5-ZnO-B2O3玻璃掺杂LiZnTiMn铁氧体的性能研究 790
10.3.3 Bi2O3-ZnO-B2O3玻璃掺杂LiZnTiMn铁氧体的性能研究 798
10.3.4 Li2CO3-B2O3-SiO2玻璃掺杂LiZnTiMn铁氧体的性能研究 808
10.4 复合氧化物掺杂LiZnTiMn铁氧体的低温烧结研究 813
10.4.1 复合氧化物掺杂LiZnTiMn铁氧体 813
10.4.2 V2O5-CuO复合助剂掺杂LiZnTiMn铁氧体的性能研究 813
10.4.3 Bi2O3-CuO复合助剂掺杂LiZnTiMn铁氧体的性能研究 821
10.4.4 Bi2O3-Li2CO3复合助剂掺杂LiZnTiMn铁氧体的性能研究 827
10.5 LiZn铁氧体的纳米晶植入及制备工艺优化 831
10.5.1 纳米晶植入及制备工艺 831
10.5.2 纳米晶植入LiZnTi铁氧体的性能研究 832
10.5.3 不同预烧温度LiZnTiMn铁氧体的性能研究 837
10.5.4 不同烧结保温时间LiZnTiMn铁氧体的性能研究 841
10.6 旋磁生瓷料带的工艺制备及LTCF移相器的设计与实现 844
10.6.1 LTCF移相器的设计 844
10.6.2 旋磁生瓷料带及铁氧体基片工艺制备研究 844
10.6.3 LTCF铁氧体移相器设计原理及工艺实现 849
参考文献 855
关键词索引 858
京公网安备 11010102004214号