文档介绍：华中科技大学
硕士学位论文
磁介入热疗系统的设计与研究
姓名:邱蓉
申请学位级别:硕士
专业:微电子学与固体电子学
指导教师:龚荣洲;聂彦
20090525
华中科技大学硕士学位论文
摘要
肿瘤热疗是继手术、放疗和化疗之后发展起来的一种肿瘤治疗方法,而且以其
副作用小,疗效显著的优势迅速成长,被誉为绿色疗法。本文以研发一个磁介入热
疗系统为目标,重点研究磁性产热介质及其磁热效应测试装置—磁场发生装置。
肿瘤热疗要求产热介质具有较大的初始磁导率、灵敏度和相对较低的居里温度,
本文选择 CuZnTi 铁氧体作为产热介质的研究对象,按照铁氧体产品的开发流程制备
CuZnTi 铁氧体并研究其磁性能。首先通过正交优化试验设计,获得普通陶瓷法制备
CuZnTi 铁氧体的优化工艺参数为:预烧时间 2h,预烧温度 750℃,二磨时间和
烧结温度 1100℃。极差和方差分析显示烧结温度是样品磁性能的最显著影响因素,
而且提高烧结温度可以显著增加初始磁导率和降低居里温度。
其次,对正交试验中符合应用要求的样品进行 XRF 分析,结果表明当烧结温度
大于 1100℃时,Zn 离子大量挥发,将会导致样品的成分与原始配方严重偏离,则最
佳的烧结温度只能是 1100℃。再对烧结温度分别为 960℃、1000℃和 1040℃的三个
样品进行 XRD 分析,结果表明随着烧结温度增加,最大衍射峰强度减弱,这是因为
烧结温度增加,Ti 离子进入晶格且大部分占据 B 位,使得本文制备的 CuZnTi 铁氧
体样品与标准谱的 CuZn 铁氧体差异更加明显。
然后,本文对含钛配方和不含钛配方样品进行比较。虽然不含钛配方样品具有更
高的灵敏度和更大的最大初始磁导率,但不含钛样品的居里温度太高,引入 Ti 离子
即可将样品的居里温度降低到本文的应用范围,Ti 离子的分布与样品的居里温度密
切相关。只有烧结温度达到 1040℃时,含钛配方样品的居里温度才低于不含钛配方
样品,说明烧结温度通过影响 Ti 离子在晶格中的分布而影响样品的居里温度。
最后,为了测试 CuZnTi 铁氧体磁热效应,本文需要研究一个磁场发生装置。
在感应加热理论和工业用感应加热电源设计的基础上,详细分析磁场发生装置与感
应加热电源的异同,选择半桥串联谐振电路作为主电路拓扑结构,再辅助设计了一
些外围的控制和保护电路。并用 proteus 软件仿真了主电路、采样电路、频率跟踪电
路和频率显示电路的功能,调整相应的参数,验证了磁场发生装置原理图的可行性。

关键词:热疗 CuZnTi 铁氧体磁场发生装置磁热效应
I
华中科技大学硕士学位论文
Abstract
Hyperthermia is a developing tumor therapy after surgical operation, radiotherapy
and chemotherapy, and has being mature rapidly for its less adverse effects and excellent
treatment, which is honored as “green therapy”. This paper mainly studies heat production
medium and its o-caloric effect testing equipment (ic field generator),
aiming to develop an improved ic intervention hyperthermia system.
Hyperthermia requires that heat production medium has greater initial permeability,
greater sensitivity and relatively lower Curie temperature, this paper chose CuZnTi ferrite
as the research object of heat production medium, prepared CuZnTi ferrite sample,
according to ferrite product development process and studied its ic properties.
Firstly, orthogonal test was carried out and gained the optimized pro