取向易面型BaCo2Fe16O27块体的制备及微波磁性-基地物理-兰州大学.PDF

《基地物理》 2016 年第 9 期 取向易面型BaCo Fe O 块体的制备及微波磁性 2 16 27 1 2 2 王猛 ，洪彦帅 ，郭丹 （1. 物理科学与技术学院 13 级物理学基地班，甘肃 兰州 730000 ；2. 物理科学与技术学 院 13 级物理学专业，甘肃 兰州 730000 ） 摘 要： 本文通过吸附煅烧法制备出纯相的 W 型 BaCo Fe O 铁氧体粉末，颗粒为不规则六角 2 16 27 片状，具备软磁特征。研磨细化后，压制成环形样品，高温下烧结成块体样品后进行微波电 磁性能测试。测试结果表明：样品的介电常数在 0.1-18 GHz 频段恒定且数值较小；共振频 率为 14GHz，但磁导率较低。为提高其磁导率，采用在磁场中旋转取向，然后高温烧结的 办法制备样品。测量结果表明，同未取向样品相比，取向后的样品共振频率也保持在 14GHz 附近；初始磁导率从2.2 增加到 2.8 ，有明显的提升；介电常数从 5.2 变为 5.6，有小幅度增 加。该研究为开发 10 GHz 以上低介电常数、高磁导率的铁氧体软磁粉体提供了新方法。 关 键 词： 吸附煅烧法 旋转磁场取向 磁导率 1 引 言 随着信息传输技术的不断发展，GHz 频段软磁材料开始在材料家族大放异彩：隐形飞 机涂层，手机等通讯工具的信号传输和信号接收装置以及各类减少电磁波污染的设备。所谓 吸波材料就是能够吸收衰减入射的电磁波并将电磁能转换为热能或者是能使电磁波彼此干 涉相消的材料。尤其是近年来传输高频化和器件微型化给微波软磁材料带来了更高的要求； 即截止频率和磁导率尽可能地高 [1-4] 。铁氧体本身价格低廉，制备工艺简单，磁导率较大且 介电常数相对较小，因而成为 GHz 频段材料研究方面的佼佼者。六角结构的易面型 W 型 钡铁氧体具有磁晶各向异性等效场较高；电阻率较高；介电常数低；易于保存且抗氧化性强 等优点 [5-7] 。该材料如能同时具有高的磁导率，可开发成 10 GHz 以上的高性能微波软磁材 料，具有广阔的发展前景。 研究表明，对于易面型的软磁颗粒，利用磁场取向使易磁化面平行排列后，磁导率能获 + 得显著提升。Deng 等人利用稀土元素取代 Ba 后铁氧体在 13 GHz 频段吸收峰可达到 40dB [8-9] 。本次试验通过对煅烧以后的纯相BaCo Fe O 铁氧体粉进行取向，使每个颗粒的易磁 2 16 27 化面平行排列。取向后再利用压机压制成型后经二次煅烧成块体。最后，利用网络分析测试 仪测定取向后样品的微波电磁参数，分析磁场取向对材料电磁参数的影响。 2 实 验 试剂及材料：Fe (SO ) ·9H O，Ba(NO ) ，Co(NO ) ·6H O，无水乙醇，PVP （聚乙烯吡 2 4 3 2 3 2 3 2 2 咯烷酮） 2.1 BaCo Fe O 铁氧体粉的制备： 2 16 27 吸附煅烧法制备出样品的前驱物，观察其 XRD 衍射图谱确定是否为纯相。 吸附煅烧法具体如下:按照最终样品的配比称取固定量的 Fe (SO