傳統(tǒng)X波段環(huán)行器工作時(shí)需給鐵氧體基片外加磁鋼（其體積和重量約占微波器件的80%以上）以提供偏置磁場(chǎng),才能實(shí)現(xiàn)環(huán)行功能,這必將增加器件重量和體積,很難滿足微波集成電路系統(tǒng)小型輕量化的需求。磁鉛石型六角鐵氧體材料具有高的矯頑力、高的剩磁比和高的各向異性場(chǎng),可在鐵氧體內(nèi)部形成自建“內(nèi)場(chǎng)”,為環(huán)行器工作提供自偏置場(chǎng),完全擺脫外置磁鋼束縛,實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)平面化特性,這將極大地減小環(huán)行器的重量、體積,實(shí)現(xiàn)器件小型化、輕量化和集成化的目的。因此,基于X波段準(zhǔn)平面化環(huán)行器用M型六角鐵氧體材料制備技術(shù)研究具有十分重要的戰(zhàn)略意義。本論文以準(zhǔn)平面化環(huán)行器基板材料的性能需求為基礎(chǔ),采用傳統(tǒng)氧化物陶瓷法制備BaM六角鐵氧體,并基于第一性原理計(jì)算了BaM六角鐵氧體的離子占位,深入探究了BaM六角鐵氧體的離子取代、制備工藝和添加劑與性能間的作用關(guān)系。首先,采用傳統(tǒng)氧化物陶瓷法制備Sc取代BaM六角鐵氧體,研究了Sc取代對(duì)BaM六角鐵氧體性能的影響。研究結(jié)果表明:（1）Sc取代的BaM六角鐵氧體物相均為純相,表明Sc離子完全進(jìn)入晶格,但Sc取代會(huì)抑制晶粒的生長(zhǎng),導(dǎo)致材料微結(jié)構(gòu)變差;（2）通過第一性原理和麥克斯韋-玻爾茲曼分布... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

BaM六角鐵氧體晶胞結(jié)構(gòu)示意圖

電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文10圖2-1鐵氧體環(huán)行器工作區(qū)域示意圖針對(duì)鐵氧體材料的飽和磁化強(qiáng)度4πMs，一般而言，環(huán)行器在不同工作頻段需求的飽和磁化強(qiáng)度不同，如公式(2-3)所示。4sMPf(2-3)其中，P為歸一化飽和磁導(dǎo)率，f為環(huán)行器工作時(shí)的中心頻率，γ為旋磁比。環(huán)行器工作區(qū)域越靠近鐵氧體材料的鐵磁共振區(qū)，材料的微波損耗越大，會(huì)導(dǎo)致環(huán)行器插入損耗上升。此外，由于環(huán)行器應(yīng)用廣泛，工作環(huán)境溫度多變，因而對(duì)其工作時(shí)的溫度穩(wěn)定性要求較高，而溫度穩(wěn)定性是由基板材料的居里溫度Tc決定的。因此，準(zhǔn)平面化環(huán)行器還要求BaM六角鐵氧體兼具適宜的飽和磁化強(qiáng)度4πMs以及較高的居里溫度Tc。綜上所述，滿足準(zhǔn)平面化環(huán)行器用BaM六角鐵氧體基板材料需求的性能參數(shù)為：適宜的飽和磁化強(qiáng)度4πMs、高剩磁比Mr/Ms、較大矯頑力Hc、可調(diào)的磁晶各向異性Ha、低鐵磁共振線寬ΔH、高居里溫度Tc。（1）飽和磁化強(qiáng)度4πMs從宏觀角度來說，磁化強(qiáng)度是用來描述物質(zhì)磁性的強(qiáng)弱。當(dāng)磁體處于磁中性狀態(tài)時(shí)，磁體內(nèi)部磁矩排列混亂，磁矩間相互抵消，對(duì)外不顯磁性。當(dāng)對(duì)處于磁中性狀態(tài)的磁體施加磁場(chǎng)時(shí)，磁矩受到磁場(chǎng)的作用將轉(zhuǎn)向與外加磁場(chǎng)相同的方向，對(duì)外顯示有磁性，這個(gè)磁性的大小即磁體的磁化強(qiáng)度。隨著外加磁場(chǎng)的逐漸增大，

第三章Sc取代對(duì)BaM六角鐵氧體性能的研究15儀（KeysightPerformanceNetworkAnalyzer）在零場(chǎng)條件下通過共面波導(dǎo)（GCPW）表征鐵磁共振（FMR）線寬。3.2.2Sc取代BaM六角鐵氧體物相及微結(jié)構(gòu)的影響對(duì)特定離子占位進(jìn)行分析需要建立在該離子取代后的燒結(jié)樣品為純相的基礎(chǔ)上，因此需要對(duì)Sc取代BaM六角鐵氧體燒結(jié)樣品的物相結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究。圖3-1為BaFe12-xScxO19（x=0.0、0.3、0.5、0.7和1.0）鐵氧體的X射線衍射分析圖，由圖可知當(dāng)Sc取代量為0.0、0.3、0.5、0.7和1.0時(shí)，燒結(jié)樣品的結(jié)構(gòu)衍射峰型均與標(biāo)準(zhǔn)BaM六角鐵氧體粉末衍射卡片（JCPDF#43-0002）基本一致，均呈純鋇鐵氧體相。同時(shí)衍射圖譜中顯著增強(qiáng)的（006）和（008）峰表明，BaFe12-xScxO19六角鐵氧體表現(xiàn)出很強(qiáng)的c軸取向。圖3-1BaFe12-xScxO19（x=0.0、0.3、0.5、0.7和1.0）鐵氧體的X射線衍射圖BaFe12-xScxO19晶格常數(shù)（a=b和c）可由XRD衍射圖通過Jade軟件計(jì)算導(dǎo)出。如表3-1所示，隨著Sc取代量的增加，晶格常數(shù)a略有增加，晶格常數(shù)c則呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢(shì)，這是由于Sc3+離子半徑大于Fe3+離子半徑[49]，并且當(dāng)Sc取代量大于0.5時(shí)，燒結(jié)樣品會(huì)產(chǎn)生一種非線性磁結(jié)構(gòu)[50]。同時(shí)由計(jì)算可得，c/a的值在3.89~3.95范圍內(nèi)，這表明Sc離子已經(jīng)完全進(jìn)入晶格[51]。此外根據(jù)公式（3-1）計(jì)算出Lotgering因子來評(píng)估織構(gòu)化BaFe12-xScxO19的取向度。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]L波段環(huán)行器用石榴石鐵氧體及應(yīng)用研究[D]. 丁一.電子科技大學(xué) 2019
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[3]環(huán)行器用六角鋇鐵氧體厚膜的研究[D]. 鐘宇飛.電子科技大學(xué) 2011
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本文編號(hào)：3495905