微波鋇鐵氧體厚膜的制備及性能研究.pdf

1、環(huán)行器是通信、雷達等微波/毫米波電路與系統中不可缺少的元器件。隨著微波/毫米波電路與系統向著小型化、集成化的方向發(fā)展，環(huán)行器勢必向著平面化、自偏置化的方向發(fā)展。高飽和磁化強度、高剩磁比的鋇鐵氧體厚膜或薄膜成為制備下一代微波鐵氧體環(huán)行器的關鍵基礎材料。
　　本文采用絲網印刷方法制備鋇鐵氧體厚膜，研究了玻璃粉含量、燒結溫度、燒結時間、熱壓壓強、冷等靜壓壓強及取向磁場強度等工藝參數對鋇鐵氧體厚膜的微結構及磁性能的影響。采用HFSS軟件設

2、計并仿真了自偏置微帶結環(huán)行器的結構尺寸，采用刻蝕工藝制備了鋇鐵氧體厚膜自偏置微帶結環(huán)行器。
　　研究結果表明：添加玻璃粉有助于鋇鐵氧體厚膜剩磁比的提高，最佳玻璃粉含量在8wt.％左右，此時鋇鐵氧體厚膜的Ms約為1.8kGs，Hc約為3.8kOe,剩磁比約為0.54。燒結溫度過低或過高都會導致鋇鐵氧體厚膜磁性能變差，最佳燒結溫度在1150℃左右，此時鋇鐵氧體厚膜的Ms約為1.9kGs，Hc約為3.8kOe，剩磁比約為0.66。鋇鐵氧

3、體厚膜的燒結時間不足或太長，磁性能都較差，最佳燒結時間在8h左右，此時鋇鐵氧體厚膜的Ms約為1.8kGs，Hc約為3.7kOe，剩磁比約為0.66。熱壓燒結可有效改善鋇鐵氧體厚膜的致密度和磁性能，當熱壓壓強為10MPa時，鋇鐵氧體厚膜的Ms約為2.8kGs,Hc約為3.9kOe，剩磁比約為0.63。冷等靜壓處理能有效改善樣品的致密度磁性能，當冷等靜壓壓強為120MPa時，鋇鐵氧體厚膜的Ms約為2.5kGs，Hc約為3.5kOe，剩磁比約

4、為0.5。磁場取向處理能有效提高鋇鐵氧體厚膜的C軸擇優(yōu)取向，當取向磁場強度為8.0kOe時，鋇鐵氧體厚膜的Ms約為2.8kGs，Hc約為3.8kOe，剩磁比約為0.78。鋇鐵氧體厚膜優(yōu)化工藝參數為：玻璃粉含量為8wt.%，取向磁場強度為8kOe，冷等靜壓壓強為120MPa，熱壓壓強為5MPa，燒結溫度1150℃，升溫速率為2.5℃/min，燒結時間為8小時。
　　基于所制備的鋇鐵氧體厚膜設計并制備了自偏置微帶結環(huán)行器。環(huán)行器的測試