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第五章 旋磁铁氧体材料 旋磁铁氧体（又称微波铁氧体）是指适用于微波频段的旋磁媒质。旋磁铁氧体在微波技术有着广泛的应用，利用其旋磁特性及非线性效应等可制成多种铁氧体器件（如隔离器、相移器、环行器、调制器等线性器件；振荡器、倍频器、限幅器、放大器等非线性器件） 1.旋磁材料主要技术参数 ; 2.损耗特性分析; 3.常用的旋磁材料 ; 概述:什么是旋磁材料? 1.静态:H?0, h(?) =0, B= μH, μ为实数; 2.动态交变场(高频软磁):H=0, h(?)?0,B= μH, μ为 复数; 3.交变场 + 恒磁场(旋磁:200~56000MHz): H ? 0,  h(?)?0, μ为张量; 5-1 旋磁铁氧体材料的基本要求 一、 饱和磁化强度Ms 4?Ms(几百~几千高斯) 越大，旋磁作用越强。有利于缩小器件的体积。 张量磁化率:  x=[?m(?i+ i?r)] /[(?i+j ?r)2- ?2]  xk= ?m ? /[(?i- j ?r)- ?2] ?i = ?Hi; ?? = ??(弛豫); ?m = 4?Ms; ∵阻力矩促使进动迅速衰减,要达到进动,加大功率?h由上式可知:x, xk都与4?Ms有关,当 4?Ms?? ?m?? x, xk? ?旋磁作用? 2 4?Ms高，将易于使铁氧体要微波讯号作用下出现低场 损耗(自然共振)  对于多晶材料,由于晶界及畴壁的退磁场作用, 自然共振角频率 ?自: ?H K ?自 ?(HK+ 4?Ms)  随4?Ms?→?自? ，?工作=?H接近?自而产生低场损耗,所以必须用低4?Ms,使?自 ?工作; 3 此外, 4?Ms大小还将影响恒磁场、应用功率(hc)、样品  形状等。 因此选择4?Ms应全面考虑 二、铁磁共振线宽△H 定义:  当 ?一定,调节外加磁场,产生铁磁共振，则代表损耗的磁导率虚部μ ?达到最大μ?max ，这种现象称为铁磁共振。当μ?=(1/2) μ?max 所对应两个磁场分别为Ha和Hb，则定义 △H = Ha - Hb 为铁磁共振吸收线宽。 1．△H愈窄,谐振点吸收愈大,如谐振式隔离器的优值 R =  (4?/ r△H)2 ；远离谐振点，吸收往往愈小(与电损耗有关) 即尾巴小，因此希望△H小好; 2 ．但如应用f0?,Hi大,如3公分(f = c/? =1010Hz)低场器件, △H较宽,也无多大影响，因随f?,谐振Hi ?,谐振峰远离低场区; 三、电阻率?和介电损耗tg?ε 在总损耗中除磁损耗外还包括材料的介电损耗(传导损耗和极化损耗),均与Fe2+有关; 一般： Fe2+ ? ????tg?ε? 介电损耗： tg?ε∝ 1/ ?ε? ; 实际上可用直流电阻率?或20MHz时测tg? ε来衡量旋磁铁氧体的介电损耗，也采用在微波频率 f 直接测 tg? ε; 四、居里温度 Tc 居里温度影响微波铁氧体的温度稳定性,在高功率或高温环境中应用时，必须考虑材料的居里温度。大多数单元石榴石的居里温度都在550~560K左右 五、 自旋波线宽（自旋波损耗的参量） 定义：波数k的自旋波(波取向的波数),由于阻尼作用其振幅