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镍锌(Ni-zn) 软磁材料的认识铁氧体材料又称氧化物磁性材料，它是由铁和其它金属组成的复合氧化物，其磁性属亚铁磁性，是由被氧离子所隔开的磁性金属离子间产生超交换相互作用，从而使处于不同晶格位置上的磁性金属离子磁矩反向排列，若两者的磁矩不相等，则表现出强磁性。
软磁铁氧体材料是各种铁氧体材料中产量最多，用途最广泛的一种。
这类材料的主要特点是起始磁导率高和矫顽力低，主要的晶格结构为尖晶石结构。
若按化学成分分类，软磁铁氧体材料主要有 MnZn 系、 NiZn 系、 MgZn 系三大类；若按应用特性参数分类，可分为高磁导率、功率铁氧体材料、高频铁氧体材料、高电阻率材料、甚高频软磁铁氧体材料（六角晶系高频铁氧体）、高频大功率铁氧体材料等Ni－Zn系软磁铁氧体材料应用Ni－Zn系软磁铁氧体材料是应用广泛的高频软磁材料。
当应用频率在1MHz以下时其性能不如Mn －Zn系铁氧体，而在1MHz以上时，由于它具有高电阻率，其性能大大优于Mn－Zn铁氧体，非常适宜在高频中使用。
用镍锌软磁铁氧体材料做成的铁氧体宽频带器件，使用频率可以做到很宽，其下限频率可做到几千赫兹，上限频率可达几千兆赫兹，大大扩展了软磁材料的频率使用范围，主要功能是在宽频带范围内实现射频信号的能量传输和阻抗变换。
由于它们具有频带宽、体积小、重量轻等特点而被广泛应用在雷达、电视、通讯、仪器仪表、自动控制、电子对抗等领域。
工业化生产镍锌铁氧体其射频宽带Ni－Zn（磁芯）的工作频率可达0.1MHz～1.5GHz，品种规格上千种。
少数厂家在开发低噪声滤波器和铁氧体吸收与抑制元件。
随着信息网络技术的飞速发展，在有线电视系统和闭路电视系统的基础上迅速发展起来的光纤同轴电缆混合（HFC）网络系统，作为综合信息宽带网络，具有显著的优势。
HFC网络系统的改造和建设，需要各种射频宽带铁氧体器件，而射频宽带铁氧体材料（磁芯）系列是制造上述铁氧体器件的关键磁性材料。
HFC的发展，大大刺激了对射频宽带铁氧体材料及器件的需求。
常用磁性材料
磁性材料是一类能够产生磁场并对外界磁场具有感应作用的材料。
根据其磁性
能的不同，磁性材料可以分为铁磁材料、铁氧体材料、钕铁硼材料等多种类型。
这些材料在工业生产和科学研究中具有广泛的应用，下面将对常用的磁性材料进行介绍。
首先，铁磁材料是指在外加磁场作用下具有明显磁性的材料，如铁、镍、钴等。
这类材料在电机、变压器、传感器等领域有着重要的应用。
其中，铁氧体是一种典型的铁磁材料，具有较高的磁导率和低的磁滞回线，因此在高频电路、微波器件等方面有着广泛的应用。
其次，铁氧体材料是一类由氧化铁和一种或多种其他金属氧化物组成的磁性陶
瓷材料。
铁氧体材料具有良好的磁性能和化学稳定性，广泛应用于电子、通信、医疗等领域。
在微波器件、磁记录材料、磁传感器等方面有着重要的应用价值。
另外，钕铁硼材料是一种新型的稀土永磁材料，具有极高的矫顽力和磁能积，
是目前已知的最强的永磁材料之一。
钕铁硼磁体在电机、传感器、磁力传动等领域有着广泛的应用，尤其在小型化、轻量化的应用场合表现出色。
此外，软磁材料是一类在外加磁场下磁化容易，且磁化后能迅速消失磁性的材料。
软磁材料主要用于电机、变压器、传感器等领域，要求具有低的磁滞回线和低的铁损。
总的来说，磁性材料在现代工业生产和科学研究中具有重要的地位，不同类型
的磁性材料在不同领域有着各自独特的应用价值。
随着科学技术的不断发展，磁性材料的研究和应用也将不断取得新的突破和进展，为人类社会的发展做出更大的贡献。
微波铁氧体器件在现代电子设备中的应用梁超发布时间：2023-05-10T07:02:50.932Z 来源：《科技新时代》2023年5期作者：梁超[导读] 在当今经济与科技迅速发展之际，磁性材料被不断进行挖掘与应用，微波铁氧体器件被广泛应用于各个行业。
微波铁氧体器件不仅经久耐用，具有众多良好性能，还价格低廉，因此备受众多行业重视。
如在医疗、微波加热、通讯、导航、雷达等行业中都会应用到微波铁氧器件，它们对支撑我国科技行业发展及国民经济发展起到重要作用。
成都八九九科技股份有限公司四川成都 610000摘要：在当今经济与科技迅速发展之际，磁性材料被不断进行挖掘与应用，微波铁氧体器件被广泛应用于各个行业。
微波铁氧体器件不仅经久耐用，具有众多良好性能，还价格低廉，因此备受众多行业重视。
如在医疗、微波加热、通讯、导航、雷达等行业中都会应用到微波铁氧器件，它们对支撑我国科技行业发展及国民经济发展起到重要作用。
在如今现代电子设备不断增多之际，微波铁氧体器件的应用越来越得到重视。
对此，本文分析了微波铁氧体器件的含义，概括了微波铁氧体的分类及应用。
阐述了微波铁氧单晶体的分类及应用，从环行器、隔离器、移相器、微波开关等角度分析了微波铁氧多晶体的分类及应用，分享了微波铁氧体器件在今后社会中的应用发展趋势。
权当抛砖引玉，谨供相关研究者参考。
关键词：电子设备；微波器件；铁氧体器件引言微波铁氧体器件在现代电子设备中的应用有着举足轻重的作用。
只有明确微波铁氧体器件的相关概述，才能更好地探索到微波铁氧体器件在现代电子设备中的应用状况，明白微波铁氧体器件在今后社会中的应用发展趋势。
具体而言，微波铁氧体器件是特意利用铁氧体材料制作而成的器件，若想深入了解微波铁氧体器件，首先要正确认识磁性材料[1]。
结合实际而言，磁性材料在通讯、微波传输等过程中发挥着巨大作用，磁性材料可以说是四大功能基础材料中的重要一员，且该材料的分类是根据磁性的强弱进行划分的，包括旋磁材料、永磁材料及软磁材料，这些都在微波、通讯方面具有重要应用价值。
NiZn系软磁铁氧体材料的种类及应用1引言铁氧体属于亚铁磁性材料，其磁性来源于被氧离子所隔开的磁性金属离子间的超交换作用。
铁氧体按其晶型结构可分为尖晶石系铁氧体、石榴石系铁氧体和六角晶系铁氧体等几类。
其中，作为软磁应用最多的铁氧体材料主要为尖晶石系的MnZn铁氧体和NiZn铁氧体。
MnZn铁氧体具有饱和磁感应强度和磁导率较高、在2MHz以下功耗较低等优点，但同时也具有电阻率低、烧结时需要气氛保护，且烧结温度较高等缺点。
而NiZn铁氧体材料则能很好的弥补这些缺点。
NiZn铁氧体材料的电阻率比MnZn高3～8个数量级，更加适合于在高频应用，同时，NiZn铁氧体的烧结工艺简单，勿需气氛保护，烧结温度也相对较低，因此通过适当的离子替代和掺杂改性后可与LTCC(低温共烧陶瓷)工艺相兼容。
此外，通过配方及制备工艺的改善，NiZn铁氧体材料也可获得较高的饱和磁感应强度和较低的功耗。
因此，近年来NiZn系铁氧体材料的应用越来越广泛。
本文将对当前应用前景较好的几类NiZn铁氧体材料作一综合介绍，并简单展望其各自的发展前景。
2抗EMI系列铁氧体材料及其应用目前，随着各种电子设备、电视网络、程控交换机、移动通信机及办公自动化的日益普及，电子系统中的电磁环境越来越复杂，电磁干扰(EMI)现象日益严重，并且成为影响电子系统正常工作的突出障碍。
如在IT领域，高频数据线以有线和无线的方式向我们生存的环境注入新的噪音，主板线路中包含大量有源器件，如晶体管、MOS管、振荡回路等，各自以自身的固有振荡频率，通过微电子线路传递给其它器件，产生EMI，影响整个系统的工作状态。
因此在日趋复杂的电磁环境中，使电器、电子设备互不干扰的工作，成为最迫切的需要。
如今，随着人们对电磁干扰影响的日益重视，抗EMI材料已成为软磁铁氧体材料中产量增长最快的领域。
统计表明，目前全球抗EMI铁氧体材料已占据了软磁铁氧体材料产量的30％以上，而且这一比例还在继续扩大。
微波铁氧体材料(MWFM)的发展已将近50年历史了，这其中贯穿着从材料机理研究到工程应用研究；从微观量研究到宏观量研究；从材料样品到商品化的发展过程。
早期的材料研究从铁氧体的晶格结构、超交换作用、离子取代出发，研制了各种饱和磁化强度的材料以供不同频段的微波器件使用。
接着又对MWFM的弛豫机制作了深入探讨，降低材料的各向异性，研究了材料损耗机制与自旋波散射机制的关系，发现磁损耗是一致进动和简并自旋波的散射所致，从而研究出了磁离子完全填满的无空位的柘榴石晶系，由于柘榴石铁氧体晶格结构的完整性和晶体结构的完整性，抑制了自旋的散射中心的产生，大大降低材料损耗。
“微波铁氧体”是材料和工程应用的产物。
目前大量应用的尖晶石材料和柘榴石材料，其研究重点已经从机理研究转为应用研究上，围绕“二高一低”在工艺上进行了不少改进。
高功率、高温度稳定性、低损耗材料已成为器件发展的关键所在；另外，宽的工作频段和具有记忆磁性微波材料的研究一直是倍受关注的问题。
围绕着这两大问题，材料向商品化大大发展了一步。
尖晶石和柘榴石系列材料性能基本上满足了100MHz～100GHz整个微波波段，各种微波铁氧体器件，如环行器、隔离器、开关和移相器的应用。
其应用特点讨论如下：1.1微波铁氧体材料从机理研究到应用研究的成熟过程柘榴石材料系列和尖晶石材料系列中的电磁参数，在二十年以前就进行了深入的探讨。
从原子层面上、晶格层面上、乃至宏观层面上均进行了大量试验分析，没有这些基本研究不可能有今天的成熟应用。
g因子是典型的原子层面上的问题，柘榴石和尖晶石材料的g因子均接近于2，说明对铁氧体磁性起主导作用的是电子自旋。
只有NiAl、NiZn等少量铁氧体材料，偏离稍大，即有一定的轨道磁矩作贡献。
从晶格层面上说，典型的磁参数是4πMs，通过磁离子在晶格中的占位及交换作用研究，获得了离子取代的信息，达到了分子设计的目的。
从两个系列来看，4πMs=175-5000Gs 的磁矩材料已掌握自如。
宽频带X波段Y结铁氧体环形器的设计与仿真摘要：基于铁氧体（YIG）基板，设计宽频带X波段的环形器，通过电磁仿真软件对设计结果进行仿真验证。
仿真出在X波段的8GHz-11.4GHz宽频内，回波损耗大于25dB，隔离度大于25dB，插损小于0.3 dB，电压驻波比（VSWR）小于1.10dB。
所设计的环形器的性能完全符合微波通讯设备的发展方向宽频带化，高性能的要求。
关键词：铁氧体；宽带环形器；X波段；插损中图分类号：TN99 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）0920053－020 引言环形器在移动通讯系统中具有特别重要的地位，是通讯设施的重要组成部分。
环形器的主要应用是在射频收发系统中，主要是利用其端口的传输的非互易性，可以作为收发双工应用，连接天线与收发链路，即通过环形器的功能使得接与发只由一副天线就能实现。
而通过将环形器的第三端接上匹配负载，可以将其制成隔离器，用来防止因发射天线的开路或者短路引起的天线系统失配的情况下，由于反射波造成发射机后级功率放大器的损坏。
而随着微波通讯技术的迅速发展，大量射频电路向着小型化﹑宽带的方向发展。
带线结环形器作为微波射频电路重要组成部分，对其小型化以及宽带化，一直是微波射频工程师所研究的主要方向。
基于微波器件的发展方向，本文设计了宽频带X波段Y结铁氧体环形器。
1 设计方法宽带单Y结微带环形器的设计，其一种设计方法是控制微带线与环形结交汇处形成的耦合角以及环形结的直径的方法完成的。
这种方法考虑了磁化铁氧体环形结中存在的高次模（直到三次），且经过比较复杂的理论分析（理论分析略）之后，得出了要获得理想环形器作用所必须满足的两个条件。
这两个条件对与环形结的尺寸和磁性参数都有一定的约束关系，并且是快速设计宽频带微带环形器的前题。
这两个环形条件有图1的曲线族表示。
（）第一环行条件（b）第二环形条件图1不同耦合角下的环形条件图中s=（w/vo）（ueffεf）1/2为环形结的径向的传播常数，Zf=（uoueff/ε0εf）1/2为铁氧体的本征波阻抗，Zd=120п（εd）1/2为绕磁化铁氧体环形结的媒介的本征波阻抗，εd 为该媒介的相对介电常数。
1.引言1.1铁氧体的种类及特性[1、2]铁氧体为一种具有软磁性的金属氧化物。
是由铁和其它一种或多种金属合成的金氧化物。
尖晶石型铁氧体的化学分子式为MeFe2O4或MeO·Fe2O3,Me是指离子半与二价铁离子相近的二价金属离子（Mn2+﹑Zn2+﹑Cu2+ Ni2+﹑Mg2+）或平均化学价为二价的多种金属离子组成。
使用不同的替代金属，可以合成不同类型的铁氧体。
以Mn2+替代Fe2+所合成的复合氧化物MnOFe2O3(MnFe2O4)称为锰铁氧体，以Zn2+替代Fe2+所组成的复合物ZnO.Fe2O3(ZnFe2O4)称为锌铁氧体。
通过控制替代金属，可以达到控制材料磁特性的目的。
由一种金属离子替代而成的铁氧体为单组分铁氧体；由两种或两种以上的金属离子替代可以合成出双组分铁氧体和多组分铁氧体。
锰锌铁氧体（Mn-ZnFe2O4）和镍锌铁氧体（Ni-ZnFe2O4）就是双组分铁氧体，而锰镁铁氧体（Mn-Mg-ZnFe2O4））则是多组分铁氧体。
1.2软磁铁氧体现状与发展由于我国的电子信息产业取得空前的发展，作为软磁铁氧体的重要应用领域无论是传统消费的电子音像产品，还是新崛起的移动通信设施和家用电脑及外部设备，都处于蓬勃发展的状态；而基础设施建设的大规模开展使节能照明产品的需求也在快速增长；由于电磁兼容要求的提高，EMI 专用器件需求猛增。
这些都对软磁铁氧体产业提出更高的要求。
纵观电子信息产业发展的态势，可以得到一个结论：当前软磁铁氧体的最大市场在中国，市场增长最快的地区也是中国国内电子工业产品需求量将会以15%左右年增长率向前发展，高档产品和出口产品的比率将会很快提高，国内需要高档产品量也不断增加。
据统计，珠江三角洲地区磁环年需量30亿只左右，磁芯约2亿只，美国的PULSE，台商YCL等在大陆办厂的企业用量也比较大，仅美国PULSE公司一年要用1亿美元进口高磁导率铁氧体系列产品，还有国内华为、中兴、大唐、东方通讯等程控交换机生产厂，也需要高档软磁铁氧体产品代替进口产品。
