本文關(guān)鍵詞：低損耗YAlIG的制備及其在環(huán)行器中的應(yīng)用

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【摘要】：鐵氧體旋磁材料具有旋磁特性而被廣泛應(yīng)用于微波器件中,釔鐵石榴石鐵氧體(YIG)因其特別窄的鐵磁共振線寬適用于較低的微波頻段。本文中主要研究的釔鋁石榴石鐵氧體(YAlIG)材料是在YIG的基礎(chǔ)上采用Al3+取代部分Fe3+。YAl IG具有低的飽和磁化強度和窄的鐵磁共振線寬的特點,主要用于低微波頻段。本論文采用固相燒結(jié)法制備YAlIG,分析YIG中的離子取代規(guī)律,研究了缺鐵量x對材料Y3Al0.33Fe4.65-xMn0.02O12(x=0~0.15)的電磁性能的影響,主要參考飽和磁化強度4πMs和鐵磁共振線寬ΔH這兩個參數(shù)。而后采用鈣鋯離子取代降低材料的鐵磁共振線寬,進而制備出Y3-yCayAl0.33Fe4.6-yZry Mn0.02O12(y=0.2~0.35)材料,最終調(diào)整Al離子的替代量制備出Y2.7Ca0.3AlxFe4.63-xZr0.3Mn0.02O12(x=0.4~0.7)材料。實驗結(jié)果表明,適當(dāng)?shù)娜辫F有助于提高材料的電磁性能,缺鐵量越多,需要更高的燒結(jié)溫度才能使得材料更致密,在缺鐵量為0.05時取得較好的電磁性能。采用鈣鋯離子替代會提高材料的4πMs和降低材料的ΔH,在鈣鋯替代量為0.3時,YAlIG得到較小的鐵磁共振線寬。通過改變鋁離子的替代量,采用鈣鋯離子和鋁離子共同替代會進一步降低材料的共振線寬ΔH,在鋁含量為0.4時,制備出飽和磁化強度1200Gs左右,鐵磁共振線寬較小的鐵氧體材料,證明采用鋁離子進行離子替代時會降低材料的飽和磁化強度和鐵磁共振線寬。進行離子取代時,應(yīng)適當(dāng)改變燒結(jié)溫度尋求最佳燒結(jié)溫度才能使材料燒結(jié)的較致密,性能較好。論文的最后采用制備出的YAl IG材料,根據(jù)材料的測試參數(shù)設(shè)計帶線環(huán)行器,分別設(shè)計了圓盤結(jié)環(huán)行器和雙Y圓盤結(jié)環(huán)行器,對比得出雙Y圓盤結(jié)環(huán)行器有更優(yōu)的性能和更小的尺寸,根據(jù)設(shè)計的雙Y圓盤結(jié)環(huán)行器制作出實物。用矢網(wǎng)測試環(huán)行器的S參數(shù),確定環(huán)行器設(shè)計的可靠性,并驗證制備的YAl IG的性能和實用性。
【關(guān)鍵詞】：釔鋁石榴石鐵氧體 離子取代 鐵磁共振線寬 帶線環(huán)行器
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM277
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-14
• 1.1 引言10-11
• 1.1.1 概述10
• 1.1.2 微波鐵氧體材料10-11
• 1.2 論文研究背景與發(fā)展現(xiàn)狀11-12
• 1.3 本論文主要研究內(nèi)容12-14
• 第二章 石榴石型鐵氧體的概述14-23
• 2.1 YIG的晶體結(jié)構(gòu)14-15
• 2.2 磁性來源15-17
• 2.3 離子取代規(guī)律17-18
• 2.4 微波鐵氧體的主要參數(shù)18-22
• 2.4.1 飽和磁化強度 4πMs19-20
• 2.4.2 居里溫度Tc20
• 2.4.3 相對介電常數(shù)ε_r20
• 2.4.4 電阻率 ρ 和介電損耗正切tanδ20-21
• 2.4.5 鐵磁共振線寬 ΔH21-22
• 2.5 本章小結(jié)22-23
• 第三章 材料的制備與分析23-46
• 3.1 引言23
• 3.2 YAl IG材料的制備23-26
• 3.3 缺鐵配方對YAlIG材料的影響26-33
• 3.3.1 Y_3Al_(0.33)Fe_(4.65-x)Mn_(0.02)O_(12)材料的制備26-27
• 3.3.2 Y_3Al_(0.33)Fe_(4.65-x)Mn_(0.02)O_(12)材料缺鐵實驗的結(jié)果分析27-33
• 3.4 Ca~(2+)、Zr~(4+)取代對YAlIG的影響33-39
• 3.4.1 Y_(3-y)CayAl_(0.33)Fe4.6-yZryMn_(0.02)O_(12)材料的制備33-34
• 3.4.2 Y_(3-y)CayAl_(0.33)Fe_(4.6-y)Zr_yMn_(0.02)O_(12)材料的性能分析34-39
• 3.5 Al~(3+)對YAlIG材料的影響39-45
• 3.5.1 Y_(2.7)Ca_(0.3)Al_xFe_(4.63-x)Zr_(0.3)Mn_(0.02)O_(12)材料的制備39-40
• 3.5.2 Y_(2.7)Ca_(0.3)Al_xFe_(4.63-x)Zr_(0.3)Mn_(0.02)O_(12)材料的性能分析40-45
• 3.6 本章小結(jié)45-46
• 第四章 YAl IG材料在環(huán)行器中的應(yīng)用46-62
• 4.1 引言46
• 4.2 環(huán)行器設(shè)計理論46-53
• 4.2.1 環(huán)行器工作原理46-49
• 4.2.2 雙Y圓盤結(jié)環(huán)行器的設(shè)計理論49-53
• 4.3 圓盤結(jié)環(huán)行器的設(shè)計53-57
• 4.3.1 設(shè)計目標53
• 4.3.2 圓盤結(jié)環(huán)行器的仿真優(yōu)化53-57
• 4.4 雙Y圓盤結(jié)環(huán)行器設(shè)計57-61
• 4.4.1 設(shè)計目標57
• 4.4.2 設(shè)計與仿真優(yōu)化57-60
• 4.4.3 雙Y結(jié)環(huán)行器的制作與測試60-61
• 4.5 本章小結(jié)61-62
• 第五章 結(jié)論62-63
• 致謝63-64
• 參考文獻64-67
• 碩士期間所取得的研究成果67-68

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本文編號：711917