超高磁导率LTCF材料低温促烧机理及微观结构控制研究

超高磁导率LTCF（低温烧结铁氧体）材料是促进LTCC(低温共烧陶瓷)片式磁性器件进一步小型化和集成化发展的关键材料。但由于目前对LTCF材料低温烧结致密化机理、途径以及材料微观结构控制的工艺、方法研究还不够成熟，在促进LTCF材料起始磁导率方面尚未取得突破性进展。本课题拟首先开展铁氧体低温促烧机理以及材料电磁性能影响因素的分析研究，探索优化材料配方设计、掺杂改性以及制备工艺的有效方法。然后以此为指导，分别采用氧化物法、溶胶-凝胶法及纳米-微米粒级组配的方式研制具有超高起始磁导率的LTCF材料。此后再从各种工艺控制参数及掺杂组合方式入手，研究有效控制材料微观结构、烧结特性和电磁性能的方法，探索能有效兼顾材料低温烧结和综合电磁性能，尤其是特高起始磁导率LTCF材料的实现途径，并通过制备LTCC片式电感来验证材料的实际效能，为特高磁导率LTCF材料及相关器件的研制奠定一定的理论和实践基础。

超高磁导率LTCF（低温烧结铁氧体）材料是研制小型化LTCC（低温共烧陶瓷）片式磁性器件的关键材料。本项目在国家自然科学基金的资助下，针对高磁导率LTCF材料的设计、工艺、掺杂及应用展开了系统深入的研究，主要研究成果包括：开展了LTCF材料关键性能影响因素的机理分析，为材料配方、工艺及掺杂改性方案的设计奠定了理论基础；基于氧化物法进行了LTCF材料配方、工艺和掺杂改性的系统研究，明确了能兼顾材料低温烧结和高电磁性能的材料研制方案；基于溶胶-凝胶法进行了LTCF材料的研究，与氧化物法制备的同类型材料进行了综合对比，明确不同工艺途径制备LTCF材料的优劣；提出采用纳米-微米粒级组配的复合法来研制高磁导率的LTCF材料，详细研究了纳微米同质粉配比对材料烧结特性和电磁性能的影响，并与采用氧化物法制备的同类型材料进行综合对比，明确了各自的优缺点；基于研制的LTCF材料进行了叠层片式电感的设计、仿真和优化，基于LTCC工艺线进行了叠层片式电感的试制研究，通过对片式电感性能的测试和分析验证了研制材料应用的可行性和有效性，为实现该材料的推广应用奠定了基础。