锶铁氧体稳定悬浮液的制备及电泳沉积-论文.pdf

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1、材料2014年第1O期(45)卷文章编号：1001—9731(2014)10—10138—05锶铁氧体稳定悬浮液的制备及电泳沉积李军科，彭斌，王渊朝，张万里(电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室，成都610054)摘要：通过添加表面活性剂十二烷基苯磺酸(DB—厚，可以在不规则形状的基板上沉积薄膜等优点。同SA)包覆锶铁氧体，在1丁醇中制备了稳定的悬浮液时，通过电场和磁场的作用，可以提高材料的致密度以并成功进行电泳沉积锶铁氧体膜。利用zeta电位仪分及晶粒的取向度。电泳沉积法已经被成功地用于制备析了悬浮液的稳定性，利用红外光谱分析仪(FT—IR)较厚的薄

2、膜，如D．Kuscer等用电泳沉积法制备了分析了DBSA对锶铁氧体的包覆情况，利用X射线分30m的PZT厚膜[=1，符云飞等制备了33m的析仪(XRD)分析了膜的组分，利用场发射扫描电子显BST厚膜l】，H_z．Abdullah等制备了10肚m的微镜(FESEM)获得了膜的显微形貌和膜厚，利用振动TiO。厚膜[1。锶铁氧体由于其显著的磁性能和比钡样品磁强计(VSM)测试了膜的磁性能，结果表明，由铁氧体更高的矫顽力受到越来越多的关注口，然而国DBSA包覆锶铁氧体在1一丁醇中的zeta电位为内外对制备锶铁氧体厚膜却鲜有报道，本文用电泳沉871TIV，沉积膜厚9．4

3、412"1，矫顽力为366．16kA／m，积法研究了制备锶铁氧体厚膜的可能。饱和磁化强度为42A·rn。／kg，剩磁比为0．56。利用电泳沉积最重要的步骤是制备稳定的悬浮液。即该方法制备的膜可用于微波环行器、隔离器等微波非使在无外加磁场下铁磁性和亚铁磁性悬浮液中颗粒间互易器件的制备。有很强的静磁吸引，因此在这样的悬浮液中颗粒间有关键词：锶铁氧体薄膜；zeta电位；电泳磁相互作用，这将导致悬浮液中颗粒的团聚和沉降，很中图分类号：TQ174文献标识码：A难获得稳定的悬浮液。为阻止颗粒的团聚和沉降，必DoI：10．3969／i．issn．10O1-9731．2014

4、．10．031须通过增加颗粒问的相互排斥力以减少磁吸引力。获得稳定悬浮液的方法有：(1)增加静电排斥力l】j；(2)1引言在磁性颗粒表面包裹一定厚度的非磁性层l1；(3)使M型锶铁氧体(SrFe。O。)由于具有高的饱和磁颗粒尺寸达到超顺磁极限l1。所有这些方法都成功化强度，高的矫顽力，较大的磁晶各向异性场和良好的用来制备软磁铁氧体悬浮液，如尖晶石铁氧体和软磁化学稳定性l_lj，被广泛用于移动通信、磁记录材料、磁合金[1_1ql。与软磁颗粒不同，硬磁颗粒如锶铁氧体由光器件和微波器件一。随着电子技术的发展，要求器于具有更高的剩磁，在无外加磁场的情况下颗粒间有件的小

5、型化和集成化，这促进了薄膜及厚膜技术的发更强的磁吸引。因此更难以制备稳定的硬磁颗粒悬浮展，目前制备锶铁氧体薄膜的方法有很多，如激光脉冲液。沉积、溅射、溶胶一凝胶旋涂法等。]，然而在微波非互本文通过在锶铁氧体颗粒表面吸附DBSA，制备易器件中，微波(波长在毫米及以上尺度)的电磁场不了稳定的锶铁氧体悬浮液，研究了表面活性剂对锶铁能限制在微米量级，因而为了达到明显的非互易特性，氧体的包覆，并用制备的悬浮液进行了电泳沉积，制备要求制备厚度达几十到几百微米致密的铁氧体厚膜。出了厚度达到9．44m的锶铁氧体膜。同时，铁氧体薄膜太薄也导致了阻抗匹配的困难，而按2实验照Hha

6、rtwig[8的推导和我们的研究结果，带宽正比于铁氧体薄膜厚度／(基片厚度+铁氧体薄膜厚度)，不首先将lOg锶铁氧体粉(Aldrich，平均粒径<然其带宽太窄而没有实际应用。然而，上述制膜工艺100rim)和1g十二烷基苯磺酸(DBSA)分散到300g不能满足制备厚膜的需求。丝网印刷技术是常用的制去离子水(用1mol／I硝酸调节pH值一1．5)中，备厚膜的手段l1“j，然而，丝网印刷制备的厚膜由于受i00。C温度下搅拌加热2h，接着5000r／min离心分到浆料成分的限制，厚膜的致密度无法提高。电泳法离，用去离子水和丙酮洗去多余的DBSA，然后在与上述制备方法

7、相比具有设备简单、成本低、沉积速度60℃下烘干1h，将处理得到的粉体分散到1一丁醇中快、沉积均匀，可以通过控制电场和沉积时间等控制膜并超声5～10rain，得到电泳所需要的悬浮液。在*基金项目：国防预研资助项目(51312060403)；国防预研基金资助项目(9140A12020311DZ0202)；教育部支撑计划资助项目(62501O36015)收到初稿日期：2013-08—13收到修改稿日期：2014—02—17通讯作者：张万里，Email：wlzhan~@uestc．edu．cn作者简介：李军科(1987一)，男，四川巴中人，在读硕士，从事微波材料及器件

8、研究。李军科等：锶铁氧体稳定悬浮液的制