含钛酸锶钡或镍锌铁氧体包裹体复合材料1 ~ 4GHz的电磁测量

由 ty10086 提交于 周三, 08/25/2021 - 16:20
文章英文标题
Electromagnetic measurements of composites containing barium strontium titanate or nickel zinc ferrite inclusions from 1-4 GHz
正文
将钛酸锶钡( BST )或镍锌铁氧体( NZF )球状夹杂物混合在有机硅基体中，按体积分数从5 % ~ 25 %制备复合材料。利用同轴航空公司测量了1 ~ 4 GHz的介电和磁参数。将PDMS与体积分数为25 %的BST包裹体结合后，相对介电常数由聚二甲基硅氧烷( PDMS )宿主材料的2.74±0.01提高到7.45±0.33。BST和NZF复合材料在所有测试频率下的相对介电常数都相对恒定。在1GHz频率下，25 % NZF复合材料的相对渗透率从PDMS的1.001±0.001提高到1.43±0.04。25 % NZF复合材料的相对磁导率从1 GHz时的1.43±0.05下降到4 GHz时的1.17±0.01。NZF样品的介电损耗和磁损耗角正切分别为0.005±0.01 ~ 0.091±0.015和0.037±0.001 ~ 0.20±0.038，但介电损耗角正切随体积分数的增加而增大。对于BST复合材料，所有体积分数至少5 %的变化都会引起介电常数的显著变化，而BST体积分数的变化没有引起磁导率的显著变化。对于NZF复合材料，当体积分数变化大于5 %时，介电常数变化具有统计学意义，当体积分数变化大于10 %时，磁导率变化具有统计学意义。NZF复合材料的直流电击穿强度随NZF体积分数的增加呈指数下降，而BST复合材料随体积分数的变化不具有统计学意义。
文章内容（英文）
Composites with barium strontium titanate (BST) or nickel zinc ferrite (NZF) spherical inclusions mixed in a silicone matrix were manufactured at volume fractions ranging from 5% to 25%. The dielectric and magnetic parameters were measured from 1-4 GHz using a coaxial airline. The relative permittivity increased from 2.74±0.01 for the polydimethylsiloxane (PDMS) host material to 7.45±0.33 after combining PDMS with a 25% volume fraction of BST inclusions. The relative permittivities of BST and NZF composites were relatively constant across all measured frequencies. The relative permeability of the composites increased from 1.001±0.001 for PDMS to 1.43±0.04 for a 25% NZF composite at 1 GHz. The relative permeability of the 25% NZF composite decreased from 1.43±0.05 at 1 GHz to 1.17±0.01 at 4 GHz. The NZF samples also exhibited low dielectric and magnetic loss tangents from 0.005±0.01 to 0.091±0.015 and 0.037±0.001 to 0.20±0.038, respectively, for all volume fractions, although the dielectric loss tangent did increase with volume fraction. For BST composites, all volume fraction changes of at least 5% yielded statistically significant changes in permittivity; no changes in BST volume fraction yielded statistically significant changes in permeability. For NZF composites, the change in permittivity was statistically significant when the volume fraction varied by more than 5% and the change in permeability was statistically significant for variations in volume fraction greater than 10%. The DC electrical breakdown strength of NZF composites decreased exponentially with increasing volume fraction of NZF, while BST composites exhibited no statistically significant variation with volume fraction.
来源出处
Journal|[J]Composites Science and Technology2021. PP 108798-
DOI
https://doi.org/10.1016/J.COMPSCITECH.2021.108798

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