應(yīng)用于NFC天線的NiCuZn鐵氧體的制備及仿真研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著智能電子產(chǎn)品的快速發(fā)展，NFC技術(shù)逐漸走進(jìn)了人們的生活。現(xiàn)在NFC功能已經(jīng)成為智能手機(jī)的基本標(biāo)配功能。NFC功能的實(shí)現(xiàn)是基于一個(gè)以電感耦合方式工作的線圈天線的。由于消費(fèi)者對(duì)智能電子產(chǎn)品外觀的要求，NFC天線往往進(jìn)行內(nèi)置。然而手機(jī)中具有非常復(fù)雜的金屬環(huán)境，金屬環(huán)境會(huì)嚴(yán)重影響天線的工作。根據(jù)電磁感應(yīng)定律，信號(hào)遇到天線附近的金屬后會(huì)產(chǎn)生電渦流信號(hào)，根據(jù)楞次定律該渦流又會(huì)減弱到達(dá)天線的信號(hào)，甚至使天線徹底無(wú)法工作。當(dāng)在線圈天線與金屬

2、間添加一層鐵氧體電磁屏蔽材料就會(huì)解決這個(gè)問(wèn)題，但是該鐵氧體材料必須具有高磁導(dǎo)率和低損耗等性能。本論文的主要工作就是研究具有高磁導(dǎo)率和低損耗的NiCuZn鐵氧體材料，最后借助HFSS軟件仿真驗(yàn)證材料在NFC系統(tǒng)中的電磁屏蔽效果。
　　在材料的制備工藝方面，本文首先研究了預(yù)燒溫度對(duì)材料性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)，預(yù)燒溫度對(duì)材料的密度、微觀形貌和電磁性能有比較顯著的影響。隨著預(yù)燒溫度的提高，晶粒尺寸逐漸減小，樣品密度先增加后減小，磁導(dǎo)率先減小

3、后穩(wěn)定，品質(zhì)因數(shù)先增加后略微下降。經(jīng)過(guò)對(duì)比和分析，950℃預(yù)燒的材料在13.56MHz處有最好的性能。其次通過(guò)在950℃的預(yù)燒料中摻雜Co2O3來(lái)調(diào)節(jié)材料的性能。發(fā)現(xiàn)，隨著摻雜量的增加，大晶粒數(shù)量減少，晶粒尺寸趨于均勻。樣品的密度有略微的減小，磁導(dǎo)率呈現(xiàn)單調(diào)的明顯下降趨勢(shì)，而品質(zhì)因數(shù)一直增加。通過(guò)調(diào)節(jié)配方中的Zn/Ni比例后在新配方（B）摻入較少量的Co2O3對(duì)材料的影響與原配方（A）摻雜較多Co2O3對(duì)材料的影響相同。樣品A0.45和

4、B0.10在測(cè)試頻段具有幾乎相同的磁導(dǎo)率，樣品A0.45的品質(zhì)因數(shù)更高而且穩(wěn)定性好，適合在高頻范圍應(yīng)用。采用0.4％Co2O3和不同量的 Nb2O5摻雜沒(méi)有實(shí)現(xiàn)改良材料的性能，樣品的密度、晶粒大小、磁導(dǎo)率和品質(zhì)因數(shù)都隨著Nb2O5量的增加而大幅度減小，這對(duì)材料起到嚴(yán)重惡化作用。采用0.35%Co2O3和不同量WO3摻雜可以改良材料的性能。隨著WO3含量的增加，晶粒逐漸變小和均勻。密度先增加后減小，磁導(dǎo)率緩慢減小，品質(zhì)因數(shù)逐漸升高。當(dāng)摻雜