论文部分内容阅读
本论文的研究目的是为研制用于射频识别(RFID)系统的抗电磁干扰(EMI)抑制材料提供理论和试验依据。针对RFID系统中电子标签不能应用在金属环境中的问题,探讨金属对RFID系统影响的原因,并分别从测试方法和材料制备工艺两方面入手提出解决方案。首先,结合电磁场理论、传输线理论以及天线理论分析了金属影响RFID系统电子标签正常工作的原因,并制定出解决对策;在阻抗理论进行推导计算的基础上,分析复相对磁导率的测量原理。研究表明:金属主要是通过电磁感应作用改变标签附近电磁场的分布和间接地改变标签天线的输入阻抗两方面原因,使标签在金属环境中不能正常工作;在阻抗理论推导的基础上,完善了磁导率测试“单圈电感模型”的理论推导。其次,通过制备抑制材料解决标签不能应用到金属环境中的问题。理论分析并结合国外抑制材料分析结果,设计了用于RFID系统的抗EMI抑制材料的制备工艺,最终将真空退火后的扁平化合金粉末与有机物复合压制成抑制材料;采用XRD、SEM和Agilent4396B网络分析仪等分析手段,研究了球磨时间、退火温度、粉末含量、材料厚度对合金粉末微结构及抑制材料性能的变化规律。结果表明:随着球磨时间由0h增加到50h时,合金粉末颗粒的扁平率由1.18增大到7.01,粒径由50.36μm减小到33.31μm,平均晶粒尺寸由79.7nm减小到49.7nm,内应变由0.4252%增大到0.5974%;对合金粉末进行球磨可以明显提高抑制材料的复数磁导率,且随着球磨时间的增加抑制材料在同频率下的μ′和μ″均逐渐增大、RFID系统读写距离也逐渐增大但增幅较小;随着退火温度由550℃增加到900℃时,合金粉末的DO3超点阵有序度由0.38增大到0.66、平均晶粒尺寸由36.93nm增大到71.41nm、抑制材料在同频率下的μ′和μ″均逐渐减小;随着粉末含量的增加,抑制材料的μ′、μ″以及介电常数模︱ε︱均增大;磁导率模︱μ︱和介电常数模︱ε︱随材料厚度的增加成非线性变化;退火温度、粉末含量、材料厚度三者对RFID系统读写距离的影响没有明显的规律,综合分析认为工艺参数为球磨时间50h、退火温度650℃、粉末含量80%、材料厚度2.0mm时抑制材料的RFID系统读写距离较高。