自偏置是毫米波環(huán)行器/隔離器小型化的重要途徑之一,具有高內(nèi)場(chǎng)和高剩磁的六角鐵氧體是一種很好的自偏置材料,因而成為微波鐵氧體材料的研究熱點(diǎn)。綜合報(bào)道了國(guó)內(nèi)外自偏置BaM六角鐵氧體厚膜的絲網(wǎng)印刷熱壓工藝研發(fā)進(jìn)展及性能與工藝參數(shù)的關(guān)系。比較了不同燒結(jié)溫度和保溫時(shí)間下,熱壓厚膜與普通燒結(jié)厚膜的密度、晶粒尺寸、矩形度（M_r/M_s）、飽和磁化強(qiáng)度4Ms、矯頑力Hc和鐵磁共振線寬H。分析了性能之間以及性能與顯微結(jié)構(gòu)的關(guān)系。基于高矩形度所需晶粒尺寸的公式,討論了矩形度與燒結(jié)溫度、保溫時(shí)間、成型磁場(chǎng)的關(guān)系,探討了提高剩磁的途徑;著重比較了不同工藝條件下的BaM厚膜的鐵磁共振線寬,通過(guò)H來(lái)源分析,討論了密度、取向度、內(nèi)應(yīng)力、固相反應(yīng)完成程度等因素的影響,提出了進(jìn)一步減小絲網(wǎng)印刷熱壓BaM厚膜線寬的途徑。最后指出,絲網(wǎng)印刷熱壓BaM厚膜雖然在降低線寬上取得了顯著進(jìn)展,獲得210 Oe的最小H值,但離器件對(duì)自偏置材料低損耗的要求還有差距,仍需進(jìn)一步努力。 

【文章來(lái)源】：磁性材料及器件. 2020,51(04)CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：9 頁(yè)

【部分圖文】：

絲網(wǎng)印刷(a)裝置示意圖及(b)BaM厚膜熱壓示意圖[6]

圖2給出不同燒結(jié)溫度下絲網(wǎng)印刷BaM厚膜熱壓與普通燒結(jié)樣品的晶粒尺寸和相對(duì)密度[6]，保溫時(shí)間是2 h。圖3為熱壓與普通燒結(jié)樣品的晶粒尺寸與保溫時(shí)間的關(guān)系，燒結(jié)溫度為1200℃。圖2a表明在低于1000℃的溫度下，熱壓樣品晶�；静婚L(zhǎng)大。由圖2b可看出，熱壓樣品的d/dx曲線明顯高于普通燒結(jié)樣品�？傮w上兩者均有隨著燒結(jié)溫度的升高而相對(duì)密度增大的趨勢(shì)，1100℃以上尤為顯著；兩者的差值也隨之增大。1250℃下，熱壓樣品的d/dx達(dá)到0.9，而普通燒結(jié)樣品的只有約0.7。即，熱壓燒結(jié)樣品比普通燒結(jié)樣品的相對(duì)密度高20%，即氣孔率低20%。圖2a中兩者的晶粒尺寸均隨著燒結(jié)溫度升高而增大，變化趨勢(shì)也大致相同，但是熱壓樣品的晶粒尺寸略小于普通燒結(jié)樣品。圖3 BaM絲網(wǎng)印刷膜熱壓和普通燒結(jié)樣品的晶粒尺寸與燒結(jié)保溫時(shí)間的關(guān)系[6]

圖2 BaM絲網(wǎng)印刷膜熱壓和普通燒結(jié)樣品的(a)晶粒尺寸及(b)相對(duì)密度與燒結(jié)溫度的關(guān)系[6]圖3的保溫時(shí)間(1200℃)實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)保溫時(shí)間在2 h以上時(shí)，熱壓樣品的晶粒尺寸均高于普通燒結(jié)樣品，且隨著保溫時(shí)間的延長(zhǎng)，差距拉大。這就是說(shuō)，對(duì)熱壓燒結(jié)樣品而言，只在2 h后，才有晶粒尺寸的明顯增長(zhǎng)。而致密化則完全可以在很短的熱壓燒結(jié)時(shí)間內(nèi)完成(在保溫2 h的圖2b中熱壓樣品1200℃下的相對(duì)密度已接近0.9)。這是由于在熱壓燒結(jié)中給厚膜提供了外部壓力，所以在升高溫度時(shí)，在外力作用下，其致密化要比只依賴于表面能降低提供的表面張力所驅(qū)動(dòng)的致密化要容易得多。一般，熱壓的致密化可以在晶粒廣泛地生長(zhǎng)之前來(lái)獲得。由于熱壓燒結(jié)樣品的晶粒生長(zhǎng)對(duì)壓力相當(dāng)敏感，通過(guò)調(diào)節(jié)熱壓溫度有可能獲得具有高密度和高矩形度所需的具有較小晶粒尺寸的材料。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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