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圆截面非晶细丝复合材料微波噪声抑制特性的研究

作　者: 张俊峰
导　师: 周少雄; 李德仁
学　校: 钢铁研究总院
专　业: 材料学
关键词: 非晶细丝噪声抑制功率损耗比铁磁共振
分类号: TB535.1
类　型: 博士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

随着电子产品向高频化、数字化及小型化、便携化、集成化的方向发展,电子产品的工作频率已达GHz以上,其元器件密度也越来越高,带来严重的电磁干扰问题,使用噪声抑制材料是解决电子产品中电磁干扰的重要措施之一。高电磁损耗和高电阻率是噪声抑制片的基本要求。含玻璃包覆丝的复合材料在微波范围内不仅具有自然铁磁共振特性,同时还具有介电损耗特性。玻璃包覆非晶丝相对于金属较高的电阻率及外层的绝缘玻璃层使其可以制备高电阻率的复合材料。因此,玻璃包覆非晶丝是优良的噪声抑制材料吸波剂。本论文的目的是研究含圆截面非晶细丝(玻璃包覆非晶丝)复合材料的微波噪声抑制特性,开发高功率损耗、宽频带的新型噪声抑制材料。具体内容如下：1、研究了丝材长度、丝材含量、丝材取向、样品尺寸等丝材分布特性指标对含随机分布和含平行分布丝材复合膜噪声抑制特性的影响,找出了最优的丝材长度、丝材含量及丝材取向。结果还表明,样品垂直于微带线方向的尺寸大于等于50mm时,样品尺寸对噪声抑制特性的影响不大。2、研究了去除玻璃层、热处理和丝材成分对含圆截面非晶细丝复合膜噪声抑制特性的影响,结果表明去除玻璃层和热处理可以改善复合膜的噪声抑制特性。含Fe基丝材复合膜与含CoFe基丝材复合膜,受随机分布丝材长度、平行分布丝材间隔等指标影响的规律相同。3、由含量为30根/cm2、长l0mm随机分布的去除玻璃层后Fe基丝材开发出新型宽频噪声抑制材料,其功率损耗比在1.5GHz至8.5GHz频率范围内功率损耗比大于80%,对噪声的反射在4.8%以下,具有重要的实用价值。4、研究了含玻璃包覆丝的“三明治”噪声抑制片的噪声抑制特性,发现添加随机分布丝材使复合噪声抑制片的高功率损耗频带宽度显著增大,此方法有调节和改善传统金属颗粒噪声抑制片性能的应用价值。5、由间隔为lmm平行分布制备态Fe基丝材制备出具有高功率损耗特性的复合膜样品,功率损耗比在2.4GHz至8.5GHz频率范围内均大于92%,对噪声的反射在3%以下。6、研究了磁场作用对含圆截面非晶细丝复合膜噪声抑制特性的影响,结果表明磁场对某些样品具有显著的影响,且磁场对大部分样品的影响规律相同：施加磁场后产生新的衰减峰,对应的频率随着磁场增大而线性或近似线性地增大。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-12
第一章文献综述  12-48
  1.1 玻璃包覆非晶丝制备方法及性能介绍  12-24
    1.1.1 玻璃包覆非晶丝制备方法  12-13
    1.1.2 玻璃包覆非晶丝的力学性能和电学性能  13-14
    1.1.3 玻璃包覆非晶丝的磁性能  14-18
      1.1.3.1 玻璃包覆非晶丝内应力大小及分布  14
      1.1.3.2 玻璃包覆非晶丝的磁畴结构  14-15
      1.1.3.3 磁双稳特性  15-17
      1.1.3.4 玻璃包覆非晶丝的GMI效应和GSI效应  17-18
    1.1.4 玻璃包覆非晶丝的高频磁特性  18-24
      1.1.4.1 微波频率下的GMI(GSI)效应  18-21
      1.1.4.2 玻璃包覆丝的FMR研究  21-22
      1.1.4.3 玻璃包覆丝高频磁谱研究  22-24
  1.2 含玻璃包覆非晶丝复合材料的高频电磁特性  24-39
    1.2.1 含导电丝材复合材料等效电磁参数研究  24-31
      1.2.1.1 常规复合材料等效电磁参数的计算  24-26
      1.2.1.2 含导电短丝复合材料的等效电磁参数的研究  26-29
      1.2.1.3 含周期分布长丝复合材料的等效电磁参数的研究  29-31
    1.2.2 含玻璃包覆非晶丝复合材料电磁特性的研究  31-35
      1.2.2.1 电磁参数测试方法  31-32
      1.2.2.2 含玻璃包覆丝复合材料的高频电磁参数研究  32-35
    1.2.3 吸波特性研究  35-37
      1.2.3.1 吸波剂损耗机理简介  35-36
      1.2.3.2 玻璃包覆丝吸波特性研究  36-37
    1.2.4 含玻璃包覆非晶丝复合材料力敏(场敏)介电特性研究  37-39
  1.3 噪声抑制材料研究现状  39-46
    1.3.1 噪声抑制片简介  40-42
    1.3.2 噪声抑制材料性能评价手段  42-45
    1.3.3 噪声抑制材料的研究现状  45-46
  1.4 论文选题  46-48
第二章实验设备与方法  48-60
  2.1 玻璃包覆非晶丝的制备  48-52
    2.1.1 玻璃包覆丝制备设备开发  48-51
    2.1.2 玻璃包覆丝制备工艺研究  51-52
  2.2 玻璃包覆非晶丝后处理  52-53
    2.2.1 去除玻璃层  52
    2.2.2 真空等温退火热处理  52-53
  2.3 玻璃包覆丝性能测试  53-55
    2.3.1 玻璃包覆非晶丝尺寸测量  53
    2.3.2 玻璃包覆非晶丝形貌观察  53-54
    2.3.3 热分析方法  54
    2.3.4 磁性能测量  54-55
    2.3.5 结构分析方法  55
  2.4 含圆截面非晶细丝复合材料的制备及电磁参数测量  55-56
    2.4.1 复合材料制备  55-56
    2.4.2 电磁参数测试  56
  2.5 含圆截面非晶细丝复合膜的制备及噪声抑制特性测试  56-58
    2.5.1 含玻璃包覆丝复合膜的制备  56-57
      2.5.1.1 含圆截面非晶细丝(随机分布)复合膜的制备  56
      2.5.1.2 含圆截面非晶细丝(平行分布)复合膜的制备  56-57
    2.5.2 噪声抑制特性测试  57
    2.5.3 磁场下的噪声抑制特性测试  57-58
  2.6 片状复合材料和复合膜表面电阻率的测试  58-60
第三章丝材分布特性对复合膜噪声抑制特性的影响  60-80
  3.1 丝材长度对复合膜噪声抑制特性的影响  60-65
    3.1.1 随机分布短切丝长度对噪声抑制特性的影响  60-62
    3.1.2 平行分布丝材长度对噪声抑制特性的影响  62-65
  3.2 丝材含量对复合膜噪声抑制特性的影响  65-70
    3.2.1 随机分布丝材含量对噪声抑制特性的影响  65-67
    3.2.2 平行分布丝材含量对噪声抑制特性的影响  67-70
  3.3 丝材取向对复合膜噪声抑制特性的影响  70-73
    3.3.1 丝材取向对噪声抑制特性的影响  70-72
    3.3.2 含正交分布丝材复合膜的噪声抑制特性  72-73
  3.4 样品尺寸对复合膜噪声抑制特性的影响  73-78
    3.4.1 含随机分布丝材复合膜样品尺寸的影响  73-76
    3.4.2 含平行分布丝材复合膜样品尺寸的影响  76-78
  3.5 本章小结  78-80
第四章丝材特性对含非晶细丝复合膜噪声抑制特性的影响  80-104
  4.1 丝材玻璃层对含随机分布丝材复合膜噪声抑制特性的影响  80-86
    4.1.1 去除玻璃层后丝材的含量对噪声抑制特性的影响  80-82
    4.1.2 去除玻璃层对噪声抑制特性的影响  82-86
  4.2 热处理对含随机分布丝材复合膜噪声抑制特性的影响  86-89
  4.3 丝材成分对复合膜噪声抑制特性的影响  89-99
    4.3.1 随机分布丝材长度的影响规律  89-91
    4.3.2 随机分布丝材去除玻璃层的影响  91-93
    4.3.3 平行分布丝材间距的影响  93-95
    4.3.4 平行分布丝材取向的影响  95-97
    4.3.5 含玻璃包覆非晶丝复合膜的功率损耗类型  97-99
  4.4 含随机分布丝材的“三明治”噪声抑制片的噪声抑制特性  99-101
  4.5 本章小结  101-104
第五章磁场对含圆截面非晶细丝复合膜噪声抑制特性的影响  104-126
  5.1 含不同长度丝材的复合膜受磁场作用的影响  104-115
    5.1.1 含不同长度随机分布短切丝的复合膜  104-109
    5.1.2 含不同长度平行分布丝材的复合膜  109-115
  5.2 含不同间距平行分布长丝复合膜受磁场作用的影响  115-122
    5.2.1 含CoFe基平行分布丝材的复合膜  115-118
    5.2.2 含Fe基平行分布丝材的复合膜  118-122
  5.3 含随机分布去除玻璃层后丝材的复合膜  122-123
  5.4 关于磁场作用规律的讨论  123-125
  5.5 本章小结  125-126
第六章结论  126-128
参考文献  128-136
攻读博士学位期间发表论文目录  136-138
致谢  138

圆截面非晶细丝复合材料微波噪声抑制特性的研究

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