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基于有限元分析的高频片上耦合电感器性能对比与优化设计
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作者 龚瑞杰 周国云 +1 位作者 唐先忠 梁志杰 《印制电路信息》 2024年第S01期1-8,共8页
耦合电感器是一种利用电磁感应原理实现电能转换和传输的器件,它在信号传输、电子设备等领域有着广泛的应用和重要的意义。然而,传统的耦合电感器通常需要线圈和铁芯等结构,这使得其电感值受到器件尺寸的限制,而且还会产生寄生电容和电... 耦合电感器是一种利用电磁感应原理实现电能转换和传输的器件,它在信号传输、电子设备等领域有着广泛的应用和重要的意义。然而,传统的耦合电感器通常需要线圈和铁芯等结构,这使得其电感值受到器件尺寸的限制,而且还会产生寄生电容和电阻等不利因素,影响其性能和效率。因此,如何设计和优化耦合电感器的结构,提高其性能指标,是当前研究的热点和难点。本文对比研究了三种不同结构的耦合电感器,分别是双曲折耦合电感、八边形螺旋耦合电感和上下结构的双面耦合电感。目的是探讨不同结构对耦合电感器性能的影响,为优化设计和应用提供指导。本文采用了有限元分析和电路仿真的方法,计算和比较了各种结构的耦合电感器的电感感值、耦合系数、品质因数等性能指标。结果表明,双曲折耦合电感具有最高的品质因数和输出电压,适合于高效率的无线能量传输;八边形螺旋耦合电感具有最高的耦合系数和电感感值,适合于高频率的信号传输;上下结构的双面耦合电感制作简单、成本较低,适合于紧凑型的电子设备。本文为不同应用场景下的耦合电感器的选择和优化提供了参考依据,也为进一步提高耦合电感器的性能和可靠性提出了一些改进方向。 展开更多
关键词 耦合电感器 结构对比 有限元分析 性能评价
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基于磁场分割法的EE型电感器磁路参数计算
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作者 陈庚 黄思仲 +1 位作者 杨玉岗 林金城 《电源学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期301-308,共8页
开关电源电感器设计中,磁路参数的计算具有重要意义。首先,针对EE型磁芯中柱开气隙的电感器,结合有限元仿真,通过理论分析,利用磁场分割的方法将总磁通量分为7个等效磁通,提出无效匝数的概念,在充分考虑扩散磁通、旁路磁通及磁芯磁通分... 开关电源电感器设计中,磁路参数的计算具有重要意义。首先,针对EE型磁芯中柱开气隙的电感器,结合有限元仿真,通过理论分析,利用磁场分割的方法将总磁通量分为7个等效磁通,提出无效匝数的概念,在充分考虑扩散磁通、旁路磁通及磁芯磁通分布不均匀影响的基础上,求得主气隙磁导等效面积的解析表达式,根据等效磁路模型,从而求得电感系数AL的解析表达式。提出磁密分布不均匀系数的概念,根据单位电流最大磁通密度,求得饱和电流IA的解析表达式。然后,采用编制Excel表的方式对磁路参数进行精确计算。最后,通过实验测量,验证了所建公式的准确性,可为设计人员提供有益参考。 展开更多
关键词 EE型磁芯电感器 磁饱和 有效磁路参数 最大磁密 磁密分布不均匀系数
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TLVR系列电感器
3
作者 《传感器世界》 2024年第5期43-43,共1页
Bourns推出新款TLVR1005T和TLVR1105T系列电感器,新产品采用双绕组结构设计,具有低电感和极高的电流能力,该特性使其成为理想的高功率和多相电源解决方案。TLVR1005T和TLVR1105T系列具有广泛的工作温度范围(-40~+125℃)。该产品非常适... Bourns推出新款TLVR1005T和TLVR1105T系列电感器,新产品采用双绕组结构设计,具有低电感和极高的电流能力,该特性使其成为理想的高功率和多相电源解决方案。TLVR1005T和TLVR1105T系列具有广泛的工作温度范围(-40~+125℃)。该产品非常适用于服务器、工作站、数据中心,以及其他需要高可靠性电容器的计算机。 展开更多
关键词 数据中心 R100 工作温度范围 电感器 理想的高 服务器 电源解决方案 工作站
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线绕片式电感器开路失效分析
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作者 苏玲玲 《消费电子》 2024年第6期19-21,共3页
为了分析某单位用0805封装线绕片式电感器端电极开路的原因,通过外部检查、X射线检查、温度循环试验、耐焊接热试验、扫描电子显微镜检查等一系列试验手段对电感样品进行检测研究及模拟试验。结果表明,绕线片式电感器底部被三防漆填充... 为了分析某单位用0805封装线绕片式电感器端电极开路的原因,通过外部检查、X射线检查、温度循环试验、耐焊接热试验、扫描电子显微镜检查等一系列试验手段对电感样品进行检测研究及模拟试验。结果表明,绕线片式电感器底部被三防漆填充后由于外界环境温度的变化,对漆包线产生了拉伸应力和压缩应力,最终漆包线疲劳断裂。 展开更多
关键词 绕线片式电感器 漆包线 三防漆 失效分析
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高频大电流空心电感器设计
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作者 开建 张超 +1 位作者 张峰平 杨陆 《磁性材料及器件》 CAS 2023年第2期80-84,共5页
依据高频大电流空心电感器的物理和高频模型,首先给出了电感量、Q值、自谐振频率、自电容等性能参数的计算方法,然后分析了电感器的温升。最后以电感量为150±10%nH的一款电感器为例进行了具体设计计算,同时制作出了电感器样品。性... 依据高频大电流空心电感器的物理和高频模型,首先给出了电感量、Q值、自谐振频率、自电容等性能参数的计算方法,然后分析了电感器的温升。最后以电感量为150±10%nH的一款电感器为例进行了具体设计计算,同时制作出了电感器样品。性能实测结果表明,电感器的实测性能与设计结果符合较好,验证了设计方法的正确性,对于同类电感器设计具有参考价值。 展开更多
关键词 空心电感器 高频 大电流 温升
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三防漆应力作用致绕线电感器开路的失效分析 被引量:1
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作者 丁能飞 王刚 冯丽婷 《电子产品可靠性与环境试验》 2023年第3期56-62,共7页
针对安装在印制电路板上的绕线片式电感器在涂覆三防漆后发生的开路失效进行了分析。详细地介绍了分析过程与手段,主要从器件结构、装配工艺、断口位置与形貌特征等方面展开了分析,确认电感器的失效原因是三防漆在环境温度变化时发生热... 针对安装在印制电路板上的绕线片式电感器在涂覆三防漆后发生的开路失效进行了分析。详细地介绍了分析过程与手段,主要从器件结构、装配工艺、断口位置与形貌特征等方面展开了分析,确认电感器的失效原因是三防漆在环境温度变化时发生热胀冷缩,对引出线产生一定的应力作用,长此以往,最终导致了引出线在焊接根部位置发生疲劳断裂。 展开更多
关键词 三防漆 绕线片式电感器 疲劳断裂 热胀冷缩 失效分析
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电感器位于交流侧的单相不控整流滤波器的可视化设计分析 被引量:2
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作者 伍家驹 铁瑞芳 +2 位作者 刘斌 王长坤 杉本英彦 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第S1期176-183,共8页
整流滤波电路用途广,消除电感器直流偏磁的影响已成为研究的热点。将电感器由直流侧挪至交流侧,可消除电感器的直流分量,但其动静态特性的分析和优化设计也更加复杂。该文对不控整流电路进行分析,利用5维可视化展现两种情况下瞬态电压... 整流滤波电路用途广,消除电感器直流偏磁的影响已成为研究的热点。将电感器由直流侧挪至交流侧,可消除电感器的直流分量,但其动静态特性的分析和优化设计也更加复杂。该文对不控整流电路进行分析,利用5维可视化展现两种情况下瞬态电压和电流的变化过程,仿真和实验均表明,采用交流电感器时振荡电压低浪涌电流持续时间短,电感器位于交流侧时铁心利用率高,在稳态滤波效果大致相同的条件下,体积比位于直流侧的电感器小,两者之比约为1/2。 展开更多
关键词 LC滤波器 电感器 电感器体积 5维可视化
原文传递
基于高导锰锌铁氧体磁芯的单相共差模磁集成电感器 被引量:2
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作者 胡锋 杨伟 +2 位作者 朱瑞威 阚绪材 刘先松 《磁性材料及器件》 CAS 2018年第5期20-22,共3页
通过对共模电感器及差模电感器工作原理、特点的分析,利用高导锰锌铁氧体材料制作了单相共差模磁集成电感器。结果表明,使用EI44/30/20高导锰锌铁氧体磁芯制作的单相共差模磁集成电感器,当气隙长度lg为6.7 mm、匝数为10匝时,共模电感量... 通过对共模电感器及差模电感器工作原理、特点的分析,利用高导锰锌铁氧体材料制作了单相共差模磁集成电感器。结果表明,使用EI44/30/20高导锰锌铁氧体磁芯制作的单相共差模磁集成电感器,当气隙长度lg为6.7 mm、匝数为10匝时,共模电感量为690μH,差模电感量为28μH,饱和电流超过40 A。 展开更多
关键词 锰锌铁氧体 共模电感器 差模电感器 电感 磁集成
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环形铁芯电感器设计基础
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作者 杨世光 李学勇 《灯与照明》 1999年第2期26-30,共5页
1引言1987年,著名物理学家杨振宁博士应邀到复旦大学讲学,带来了一只环形铁芯电感器,引起人们极大的兴趣。但是,由于长时间国内的技术、工艺和设备一时跟不上,影响了环形铁芯电感器的发展。目前,有的厂家采用进口设备进行生... 1引言1987年,著名物理学家杨振宁博士应邀到复旦大学讲学,带来了一只环形铁芯电感器,引起人们极大的兴趣。但是,由于长时间国内的技术、工艺和设备一时跟不上,影响了环形铁芯电感器的发展。目前,有的厂家采用进口设备进行生产,产品在质量方面还存在一些问题。... 展开更多
关键词 环形铁芯电感器 电感器 设计
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环形铁芯电感器
10
作者 李学勇 杨世光 《灯与照明》 1998年第3期28-29,共2页
1引言众所周知,E形硅钢片工作时在铁片的平面上磁力线排布不均,外圈疏,内圈密,90°转角处极其拥挤,而周边的四个顶角附近磁力线通过得很少。由于E形硅钢片受到本身机械性能的牵制,磁通密度不可能做得很高(Bm≤1.3... 1引言众所周知,E形硅钢片工作时在铁片的平面上磁力线排布不均,外圈疏,内圈密,90°转角处极其拥挤,而周边的四个顶角附近磁力线通过得很少。由于E形硅钢片受到本身机械性能的牵制,磁通密度不可能做得很高(Bm≤1.3T)。为了减少E形硅钢片的涡流损耗,往... 展开更多
关键词 铁芯电感器 环形铁芯电感器 线圈
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高频电感器线圈损耗分析与交错气隙布置 被引量:24
11
作者 陈为 毛行奎 +1 位作者 罗恒廉 董纪清 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第6期72-76,共5页
通过对高频电感器线圈损耗的详细分析 ,发现电感器的旁路磁通会在线圈上引起额外损耗。在此基础上 ,提出一种新型气隙设计方案与铁心结构。在该结构下 ,铁心的气隙沿铁心柱交错布置 ,减少了穿越线圈窗口的旁路磁通。与通常的EE、EI型铁... 通过对高频电感器线圈损耗的详细分析 ,发现电感器的旁路磁通会在线圈上引起额外损耗。在此基础上 ,提出一种新型气隙设计方案与铁心结构。在该结构下 ,铁心的气隙沿铁心柱交错布置 ,减少了穿越线圈窗口的旁路磁通。与通常的EE、EI型铁心电感器相比 ,它有效降低了线圈损耗。 展开更多
关键词 高频 电感器 线圈损耗 气隙设计 交错布置
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多层片式电感器用NiCuZn铁氧体的低温烧结 被引量:17
12
作者 何新华 熊茂仁 +1 位作者 凌志远 丘其春 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 1999年第1期71-77,共7页
本文利用Bi2O3作为烧结促进剂实现了NiCuZn铁氧体在900℃以下烧结.利用TG、DTA、DDTA等分析手段研究Bi2O3的低温烧结机理,并确定最佳烧结温度范围在840~900℃之间.X-ray分析结果表明:加入Bi2O3后生成另相化合物Bi(36)Fe2O(57)烧... 本文利用Bi2O3作为烧结促进剂实现了NiCuZn铁氧体在900℃以下烧结.利用TG、DTA、DDTA等分析手段研究Bi2O3的低温烧结机理,并确定最佳烧结温度范围在840~900℃之间.X-ray分析结果表明:加入Bi2O3后生成另相化合物Bi(36)Fe2O(57)烧结后期少量Fe的固溶有助于稳定高温γ-Bi2O3相的立方结构,避免了冷却过程中的晶型转变.Bi(36)Fe2O(57)另相的存在能有效地阻止晶粒长大,从而达到改性的目的. 展开更多
关键词 多层片式 电感器 铁氧化 低温烧结 软磁材料
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“E王E”形耦合电感器的设计及其在交错并联磁集成双向DC-DC变换器中的应用 被引量:20
13
作者 杨玉岗 叶菁源 +1 位作者 宁浩轩 马杰 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第4期88-97,共10页
为了克服传统EE形耦合电感器的气隙过于集中、磁压和磁通分布不均匀、气隙离绕组过近等缺点,提出一种"E王E"形耦合电感器结构,建立了磁路模型,给出了设计方法。通过仿真和实验证明,该结构增加了一条并联气隙磁路从而使磁路的... 为了克服传统EE形耦合电感器的气隙过于集中、磁压和磁通分布不均匀、气隙离绕组过近等缺点,提出一种"E王E"形耦合电感器结构,建立了磁路模型,给出了设计方法。通过仿真和实验证明,该结构增加了一条并联气隙磁路从而使磁路的磁压和磁通分布比较均匀,磁路的磁阻减小,电感因数和耦合强度增大;气隙远离绕组从而减小气隙扩散磁通和旁路磁通及绕组涡流损耗;绕组绕在长宽比较小的铁心中柱上从而减小绕组长度;所给出的改进磁路模型和设计方法可以用于这种耦合电感器的设计;将这种耦合电感器用于交错并联磁集成双向DC-DC变换器,具有输出电压纹波小、电感电流波形平滑、毛刺少、开关管开通和关断时的电流尖峰小等优点,并且可以有效地提高电路的轻载效率。 展开更多
关键词 “E王E”形耦合电感器 气隙扩散磁通和旁路磁通 磁路模型和设计方法 交错并联磁集成 双向DC-DC变
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铁氧体环形电感器寄生电容的提取 被引量:12
14
作者 王世山 崔永生 谢少军 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第4期22-29,共8页
铁氧体电感器在较高频率时可等效为"电阻、电感"的串联支路与一寄生电容的并联,该电容的存在对电感器的高频性能有重要影响。建立铁氧体环形电感器2D平行平面场和3D静电场有限元模型,分别计算任意两线匝之间的杂散电容,由此... 铁氧体电感器在较高频率时可等效为"电阻、电感"的串联支路与一寄生电容的并联,该电容的存在对电感器的高频性能有重要影响。建立铁氧体环形电感器2D平行平面场和3D静电场有限元模型,分别计算任意两线匝之间的杂散电容,由此得到其等效电容网络。若在电感器输入和输出线匝间加一单位电流,基于节点电压方程,则可求解得到电感器的容性集中参数——寄生电容。在假定该寄生电容与频率无关时,利用测试电感器的谐振频率,可得到该寄生电容。计算与实验对比显示,电感器的边缘效应在静电场的模型建立中占据非常重要的地位,即包括线匝杂散电容计算在内的静电场分析必须以3D模型进行。若仅考虑相邻3匝间的杂散电容,则电感器等效寄生电容值可达考虑所有线匝间杂散电容时寄生电容的95%以上,寄生电容与铁氧体磁心和导线绝缘材料的介电常数呈线性关系,且绝缘材料的介电常数对寄生电容的影响更大。 展开更多
关键词 电感器 有限元法 寄生电容 谐振频率
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一种新型无芯PCB平面电感器研究 被引量:17
15
作者 唐晓莉 苏桦 张怀武 《电子器件》 CAS 2002年第4期319-323,共5页
本文主要介绍了在印制板上制作无芯电感的方法 ,分析了其结构和性能 ,并采用数值计算方法建立了平面电感计算模型 ,为设计电感提供了一条切实可行的途径。采用现代化的印制板技术 ,可以精确地控制电感器的绕线宽度、线间距 ,克服了机器... 本文主要介绍了在印制板上制作无芯电感的方法 ,分析了其结构和性能 ,并采用数值计算方法建立了平面电感计算模型 ,为设计电感提供了一条切实可行的途径。采用现代化的印制板技术 ,可以精确地控制电感器的绕线宽度、线间距 ,克服了机器绕线一致性差的缺点 ,并使电感从三维向两维发展 。 展开更多
关键词 无芯PCB电感器 耦合电感 螺旋电感 印制板
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“目”字形耦合电感器的设计及应用 被引量:11
16
作者 杨玉岗 万冬 张凯强 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第5期35-43,共9页
为适应新一代变换器低压、大电流和快速暂态响应的功率需求,提出一种"目"字形耦合电感结构,通过分析耦合电感的磁通分布,建立了磁路模型,从而得到自感、漏感和互感的计算公式,并给出耦合电感的设计方法。通过仿真和实验,证明... 为适应新一代变换器低压、大电流和快速暂态响应的功率需求,提出一种"目"字形耦合电感结构,通过分析耦合电感的磁通分布,建立了磁路模型,从而得到自感、漏感和互感的计算公式,并给出耦合电感的设计方法。通过仿真和实验,证明了磁件模型的正确性,得出"目"字形耦合电感器具有加工简单、电感量大、磁通密度分布更均匀以及直流叠加特性好等优点,将其应用于交错并联磁集成双向DC-DC变换器,具有相电流纹波小及效率高等优点。 展开更多
关键词 双向DC-DC变换器 “目”字形耦合电感器 耦合度 交错并联磁集成
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类比有限元法求解铁氧体电感器磁场特征参数 被引量:6
17
作者 王世山 黄诗友 谢少军 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第6期122-128,共7页
密绕线匝的铁氧体电感器磁场强度H可认为仅有环向分量,若选择H为自由度,则成轴对称场分布;加载环向电流的电感器选择矢量磁位A为自由度时也呈轴对称分布,该文推导了这两类磁场在各自自由度下满足的微分方程。当两种场具有相同的材料特... 密绕线匝的铁氧体电感器磁场强度H可认为仅有环向分量,若选择H为自由度,则成轴对称场分布;加载环向电流的电感器选择矢量磁位A为自由度时也呈轴对称分布,该文推导了这两类磁场在各自自由度下满足的微分方程。当两种场具有相同的材料特性、形状及相似的边界条件时,即可通过后者类比求解前者的场分布,由此可以选择矢量磁位A为自由度条件下以轴对称的方式求解铁氧体密绕电感器的磁场分布及对应的磁场参数。以两种结构的铁氧体电感器为例,在计及寄生电容的条件下,建立电感器的R-L-C集中参数模型,由此得到仅含有电阻和电感可测量的串联模型。在10MHz范围内,等效电阻、等效电感、等效相位角计算与实验取得了一致结果,验证了计算方法的正确性和结果的准确性,为该类电感器在电力电子及其相关领域的设计提供了一条理论分析的途径。 展开更多
关键词 铁氧体 电感器 有限元 类比法 等效电路
原文传递
一种新型高频功率电感器分布磁压结构 被引量:4
18
作者 毛行奎 舒艳萍 陈为 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第27期32-38,共7页
在分析高频电感器线圈涡流损耗构成及起因的基础上,提出通过设计电感器磁压以减小其线圈涡流损耗的研究思路,并据此研究思路,提出一种具有分布磁压的新型高频电感器磁芯结构。新结构通过在开集中气隙的高磁导率磁芯柱与线圈间加入低磁... 在分析高频电感器线圈涡流损耗构成及起因的基础上,提出通过设计电感器磁压以减小其线圈涡流损耗的研究思路,并据此研究思路,提出一种具有分布磁压的新型高频电感器磁芯结构。新结构通过在开集中气隙的高磁导率磁芯柱与线圈间加入低磁导率磁材料,为电感器的磁压分布构造一辅助磁路,进而使电感器线圈窗口内的磁场分布均匀化,大大减小了线圈涡流损耗。与已有的高频电感器磁芯比较,新结构工艺简单且不增加磁芯损耗。应用电磁场有限元仿真软件对新型分布磁压结构进行了分析与设计,给出了设计指导,并进行了实验验证。 展开更多
关键词 高频电感器 线圈损耗 分布磁压结构
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多层片式电感器用NiCuZn铁氧体的低温烧结 被引量:6
19
作者 何新华 熊茂仁 +1 位作者 凌志远 丘其春 《磁性材料及器件》 CAS CSCD 1998年第4期23-27,37,共6页
利用Bi2O3作为烧结促进剂实现了NiCuZn铁氧体在900℃以下烧结。利用TG、DTA、DDTA等分析手段研究Bi2O3的低温烧结机理,并确定最佳烧结温度范围在840~900℃之间。X线分析结果表明,加入Bi2O3... 利用Bi2O3作为烧结促进剂实现了NiCuZn铁氧体在900℃以下烧结。利用TG、DTA、DDTA等分析手段研究Bi2O3的低温烧结机理,并确定最佳烧结温度范围在840~900℃之间。X线分析结果表明,加入Bi2O3后生成另相化合物Bi36Fe2O57。烧结后期少量Fe的固溶有助于稳定高温γ-Bi2O3相的立方结构,避免了冷却过程中的晶型转变。Bi36Fe2O57另相的存在能有效地阻止晶粒长大,从而达到改性的目的。 展开更多
关键词 多层片式 电感器 铁氧体 低温烧结
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高频多层片式电感器用陶瓷材料的研究 被引量:3
20
作者 王少洪 周和平 乔梁 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2003年第2期17-20,共4页
研究了CaO B2O3 SiO2体系微晶玻璃烧结工艺、烧结性能和微观结构等。结果表明,该体系陶瓷材料能够在低温850℃烧结,烧结性能良好;烧结体微观结构为大量尺寸和分布均匀的纳米晶粒、一定量残余玻璃相和少量气孔,烧结体的主晶相为CB(CaO... 研究了CaO B2O3 SiO2体系微晶玻璃烧结工艺、烧结性能和微观结构等。结果表明,该体系陶瓷材料能够在低温850℃烧结,烧结性能良好;烧结体微观结构为大量尺寸和分布均匀的纳米晶粒、一定量残余玻璃相和少量气孔,烧结体的主晶相为CB(CaO·B2O3)、6C4S(6CaO·4SiO2)以及少量CS(CaO·SiO2)。该烧结体在高频下具有低介电常数(εr=5.058,1GHz)、低介电损耗(tgδ=0.0013,1GHz)。该材料能够在900℃和Au、Ag/Pd、Cu等电极材料共烧,是制造高频多层片式电感器的理想材料。 展开更多
关键词 高频式电感器 低介电低损耗 低温烧结
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