本发明专利技术提供了一种复合微波铁氧体磁片及其制备方法和用途。所述复合微波铁氧体磁片包括微波铁氧体磁片和套在所述微波铁氧体磁片外的微波陶瓷介质片。所述制备方法包括：(1)制备微波铁氧体；(2)制备微波陶瓷；(3)将微波铁氧体和微波陶瓷复合，得到所述复合微波铁氧体磁片。本发明专利技术提供的复合微波铁氧体磁片采用在微波铁氧体磁片外面套一个微波陶瓷介质片的方式，在不改变微波铁氧体磁片介电常数的情况下，达到了提升整体介电常数的效果，其尺寸可以做到极小，满足了5G基站隔离器的需要。
A composite microwave ferrite magnetic sheet and its preparation method and Application
【技术实现步骤摘要】
一种复合微波铁氧体磁片及其制备方法和用途
本专利技术属于铁氧体
，涉及一种复合微波铁氧体磁片及其制备方法和用途。
技术介绍
5G移动通信正式商用和试点运行，为高性能微波铁氧体材料及通信用环行器/隔离器带来巨大的市场需求，5G单个通信基站用环行器/隔离器数量将达100多个，是4G通信基站的8到10倍。5G移动通信使用的频段更高，数据传输速率更快，相应对通信基站中使用的环行器和隔离器的性能和尺寸提出了更高的要求，相应对环行器和隔离器中使用的微波铁氧体材料性能也提出了更高的要求：1、饱和磁化强度(4Πms)更高(1800～1950oe)，2、铁磁共振线宽(△H)窄，3、居里温度(TC)高，4、介电常数(ε＇)高，5、介电损耗(tanδε)低。由于5G基站使用的隔离器数量比4G大幅度增加，一块基板上要安装的隔离器数量大幅度增加，所以要求隔离器及所使用的旋磁材料尺寸大幅度减小。在使用频率固定的前提下，要缩小尺寸，就必需提高旋磁材料的介电常数，而提高YIG旋磁材料的介电常数难度非常高。CN107021747A提供了微波铁氧体材料与微波介质陶瓷高温共烧方法。所述方法包括如下步骤：(a)制备微波介质陶瓷材料和微波铁氧体材料；(b)分别在微波介质陶瓷材料和微波铁氧体材料中添加助剂，然后进行研磨，分别得到微波陶瓷介质粉体和微波铁氧体粉体，并在研磨过程中控制所得粉体的粒径；(c)制备过渡层材料；(d)将微波陶瓷介质粉体、微波铁氧体粉体以及过渡层材料经流延成型、叠层以及等静压制得多层异质陶瓷生坯体；(e)将多层异质陶瓷生坯体通过空间限制的方法进行烧结，得到多层异质陶瓷。CN107564656A提供了一种微波铁氧体复合材料及其制备工艺，用的基本配方为BaCO3.0.45Co2O3.1.1ZnO.8Fe2O3，原材料为BaCO3、Co2O3、ZnO、Fe2O3，按照各成分比例进行配置，经球磨、滤干、压块、烧结、破碎、过筛工艺制备微波铁氧体(BaMe2Fe16O27，Me为二价金属离子)粉末。但是上述方案均存在铁氧体材料介电常数不够大导致无法缩小尺寸以适应5G基站隔离器需要的问题。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述不足，本专利技术的目的在于提供一种复合微波铁氧体磁片及其制备方法和用途。本专利技术提供的复合微波铁氧体磁片在不改变微波铁氧体磁片介电常数的情况下，达到了提升整体介电常数的效果，满足了5G基站隔离器的需要。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：第一方面，本专利技术提供一种复合微波铁氧体磁片，所述复合微波铁氧体磁片包括微波铁氧体磁片和套在所述微波铁氧体磁片外的微波陶瓷介质片。本专利技术提供的复合微波铁氧体磁片采用在微波铁氧体磁片外面套一个微波陶瓷介质片的方式，在不改变微波铁氧体磁片介电常数的情况下，达到了提升整体介电常数的效果，其尺寸可以做到极小，满足了5G基站隔离器的需要。其原理是，电磁波通过微波陶瓷介质环(高介电常数)，其波长会相应减小，所以相当于入射到微波铁氧体磁片的电磁波长减小了，所以隔离器器件的尺寸可以大幅度减小。以下作为本专利技术优选的技术方案，但不作为对本专利技术提供的技术方案的限制，通过以下优选的技术方案，可以更好的达到和实现本专利技术的技术目的和有益效果。作为本专利技术优选的技术方案，所述微波铁氧体磁片和微波陶瓷介质片通过粘结剂相互粘结固定。优选地，所述粘结剂为胶水；优选地，所述微波铁氧体磁片的原料包括：Fe2O3、Y2O3、CaCO3、ZrO2和MnCO3。其中，各组分的作用分别为Fe2O3和Y2O3为基础原料，两者形成石榴石晶体，其中Fe为磁性原素，Y为非磁性原素，ZrO2取代Fe2O3，起到降低磁各向异性常数的作用，MnCO3取代Fe2O3，起到降低材料介电常数的作用，CaCO3起到电价补偿及助烧作用。优选地，所述微波铁氧体磁片的原料按重量份计，包括：例如，Fe2O3为49份、50份、51份、52份、53份、54份、55份或56份等，Y2O3为39份、40份、41份、42份、43份、44份、45份、46份、47份或48份等，CaCO3为0.1份、0.3份、0.5份、0.8份、1份、1.5份、1.8份或2.1份等，ZrO2为0.1份、0.3份、0.5份、0.8份、1份、1.5份、1.8份或2.1份等，MnCO3为0.01份、0.05份、0.1份、0.2份、0.3份、0.4份或0.5份等。优选地，所述微波陶瓷介质片的原料包括：CaCO3、TiO2、Sm2O3、Al2O3和CeO2。其中，各组分的作用分别为，其中Al2O3为陶瓷材料基础成分，TiO2、Sm2O3起到调节介电常数的作用，CeO2可以优化材料Q值，CaCO3起到降低烧结温度的作用。本专利技术中，为了更好地达到提升整体介电常数以减小自身尺寸满足5G器件需要的目的，优选微波陶瓷介质片的介电常数为20～50，品质因数Q×fo(1GHZ)≥55000，温度系数τf(ppm/℃-40℃～85℃):-6～6。优选地，所述微波陶瓷介质片的原料按重量份计，包括：例如，CaCO3为33份、34份、35份、36份、37份或38份等，TiO2为25份、27份、29份、31份、33份或35份等，Sm2O3为20份、21份、22份、23份、24份、25份、26份、27份或28份等，Al2O3为7份、8份、9份、10份或11份等，CeO2为0.2份、0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份或0.8份等。第二方面，本专利技术提供一种如第一方面所述复合微波铁氧体磁片的制备方法，所述方法包括以下步骤：(1)制备微波铁氧体；(2)制备微波陶瓷；(3)将步骤(1)所述微波铁氧体和步骤(2)所述微波陶瓷复合，得到所述复合微波铁氧体磁片。作为本专利技术优选的技术方案，步骤(1)所述制备微波铁氧体的方法包括：将配方量的各原料混合，进行第一次破碎，预烧结，第二次破碎，造粒，成型，烧结，得到所述微波铁氧体。在制备微波铁氧体的方法中，预烧结的目的在于为后面材料的烧结作准备，预烧结后的粉料已经部分结晶，粉料易于成型，并且降低最终烧结的收缩率，之后烧结的目的在于使材料结晶完全，具备合适的机械强度及性能。作为本专利技术优选的技术方案，所述第一次破碎为球磨。优选地，所述第一次破碎为湿法球磨。优选地，所述湿法球磨中，物料、钢球和水的质量比为1:(1.5～4.5):(0.9～1)，例如1:1.5:0.9、1:2:1、1:3:0.9、1:3.5:1、1:4:0.9或1:4.5:1等。优选地，所述第一次破碎的时间为15-20h，例如15h、16h、17h、18h、19h或20h等。优选地，所述第一次破碎之后进行过筛和150-200℃烘干。优选地，所述预烧结的温度为1050-1200℃，例如1050℃、1060℃、1070℃、1080℃、1090℃、1100℃、1120℃、1140℃、1160℃、1180本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种复合微波铁氧体磁片，其特征在于，所述复合微波铁氧体磁片包括微波铁氧体磁片和套在所述微波铁氧体磁片外的微波陶瓷介质片。/n
【技术特征摘要】
1.一种复合微波铁氧体磁片，其特征在于，所述复合微波铁氧体磁片包括微波铁氧体磁片和套在所述微波铁氧体磁片外的微波陶瓷介质片。
2.根据权利要求1所述的复合微波铁氧体磁片，其特征在于，所述微波铁氧体磁片和微波陶瓷介质片通过粘结剂相互粘结固定；
优选地，所述粘结剂为胶水；
优选地，所述微波铁氧体磁片的原料包括：Fe2O3、Y2O3、CaCO3、ZrO2和MnCO3；
优选地，所述微波铁氧体磁片的原料按重量份计，包括：
优选地，所述微波陶瓷介质片的原料包括：CaCO3、TiO2、Sm2O3、Al2O3和CeO2；
优选地，所述微波陶瓷介质片的原料按重量份计，包括：
3.一种如权利要求1或2所述复合微波铁氧体磁片的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)制备微波铁氧体；
(2)制备微波陶瓷；
(3)将步骤(1)所述微波铁氧体和步骤(2)所述微波陶瓷复合，得到所述复合微波铁氧体磁片。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述制备微波铁氧体的方法包括：
将配方量的各原料混合，进行第一次破碎，预烧结，第二次破碎，造粒，成型，烧结，得到所述微波铁氧体。
5.根据步骤4所述的制备方法，其特征在于，所述第一次破碎为球磨；
优选地，所述第一次破碎为湿法球磨；
优选地，所述湿法球磨中，物料、钢球和水的质量比为1:(1.5～4.5):(0.9～1)；
优选地，所述第一次破碎的时间为15-20h；
优选地，所述第一次破碎之后进行过筛和150-200℃烘干；
优选地，所述预烧结的温度为1050-1200℃；
优选地，所述预烧结的时间为6-10h；
优选地，所述预烧结之前，先对第一次破碎后的原料过筛；
优选地，所述第二次破碎为球磨；
优选地，所述第二次破碎为湿法球磨；
优选地，所述湿法球磨中，物料、钢球和水的质量比为1:(1.5～4.5):(0.9～1)；
优选地，所述第二次破碎的时间为20-30h；
优选地，所述造粒为干燥造粒；
优选地，所述造粒时加入粘结剂；
优选地，所述成型的方法为将颗粒料置于模具内压制成型；
优选地，所述成型的压强为500-1000kg/cm2；
优选地，所述成型将颗粒料制成圆柱坯件；
优选，所述烧结的温度为1390-1460℃；
优选地，所述烧结的时间为6-10h；
优选地，所述烧结在含氧气氛下进行；
优选地，所述制备微波铁氧体的方法还包括在烧结后对得到的产品进行外圆磨。
6.根据权利要求3-5任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述制备微波陶瓷的方法包括：
将配方量的各原料混合，进行第一次破碎，煅烧，第二次破碎，造粒，成型，烧结，得到所述微波陶瓷。
7.根据步骤6所述的制备方法，其特征在于，所述第一次破碎为湿法球磨；
【专利技术属性】
技术研发人员：关旺，吕飞雨，
申请(专利权)人：横店集团东磁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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