【摘 要】
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手机中复杂的金属环境导致近场通讯（NFC）发射线圈所发射信号在金属中形成电涡流现象,极大地干扰了 NFC信号的发射与接收,致使NFC通讯距离大幅缩短。采用铁氧体隔磁片可隔离电磁信号,减弱金属环境对于NFC发射线圈探测信号的影响,从而有效提升NFC检测敏感度,增加通讯距离。一般而言,隔磁片的磁导率越大,所起到隔离效果越好,通讯距离也越大。为了满足NFC隔磁片的应用要求,开发高磁导率铁氧体材料,本论文
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手机中复杂的金属环境导致近场通讯（NFC）发射线圈所发射信号在金属中形成电涡流现象,极大地干扰了 NFC信号的发射与接收,致使NFC通讯距离大幅缩短。采用铁氧体隔磁片可隔离电磁信号,减弱金属环境对于NFC发射线圈探测信号的影响,从而有效提升NFC检测敏感度,增加通讯距离。一般而言,隔磁片的磁导率越大,所起到隔离效果越好,通讯距离也越大。为了满足NFC隔磁片的应用要求,开发高磁导率铁氧体材料,本论文选择了尖晶石型NiZn铁氧体作为研究对象,通过纳米超细化和组分掺杂,调节NiZn铁氧体磁性能。选择采用了溶胶-凝胶自燃烧法和化学共沉淀法两种制备方法,建立NiZn铁氧体纳米粉体的稳定合成工艺;在此基础上,细致研究组分掺杂对NiZn铁氧体相形成、颗粒结构与磁性能的影响关系。在系统的研究工作基础上,主要得到以下结论:1)以柠檬酸为络合剂,采用溶胶-凝胶自燃烧法成功制备NiZn铁氧体纳米粉体,所得到的NiZn铁氧体颗粒尺寸在200 nm以下,粉体呈现典型软磁磁化行为。调节柠檬酸与金属离子摩尔比和凝胶氧化度,优化合成工艺参数,获得稳定合成纯相NiZn铁氧体纳米粉体的工艺条件为:氧化度为60%、柠檬酸与金属离子比为1.5。2)以NaOH为沉淀剂、可溶性硝酸金属盐为原料,采用化学共沉淀法,在温度700℃以上即可得到目标NiZn铁氧体粉体,所得NiZn铁氧体粉体颗粒尺寸小于300 nm,磁性能上为典型的软磁材料。以微波热处理代替传统热处理,在微波功率6000 W、10 min即可快速合成纯相NiZn纳米铁氧体粉体。较之于溶胶-凝胶自燃烧法,化学共沉淀-微波热处理法具有更高的产品单次产量和优异的磁性能。3)采用化学共沉淀-微波热处理法制备Cu掺杂NiZn铁氧体,研究了 Cu掺杂及Fe的缺位等对NiZn铁氧体的物相形成、颗粒尺寸形貌及磁性能的影响关系。研究表明:Zn含量可显著影响合成颗粒的尺寸大小,适量的Zn可以提高铁氧体的饱和磁化强度;Cu含量多的产物颗粒致密化程度更好;Fe的含量影响着铁氧体的磁性能及粉体颗粒的成型情况,缺Fe量的增加也可以促进颗粒致密化。所合成掺杂系列的NiZn铁氧体随掺杂组分的改变,磁性能得到有效地调节。从样品的粒径、相纯度、磁性能参数综合考虑,具有相对较高饱和磁化强度的 Ni0.40Cu0.20Zn0.40Fe2O4、Ni0.20Cu0.20Zn0.50Fe2O4 和Ni0.15Cu0.15Zn0.50Fe1.94O4可作为制备NFC隔磁片的优质铁氧体粉体原料。
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