铟离子掺杂六角晶系M型钡铁氧体旋磁材料及制备方法技术

本发明专利技术提供一种铟离子掺杂六角晶系M型钡铁氧体旋磁材料及制备方法，材料的化学式为BaFe

Preparation of M-type barium ferrite gyromagnetic materials doped with indium ions

【技术实现步骤摘要】
铟离子掺杂六角晶系M型钡铁氧体旋磁材料及制备方法
本专利技术属于磁性材料
，具体是基于固相反应法的In3+掺杂六角晶系M型钡铁氧体旋磁材料及其制备方法。
技术介绍
近些年，无线通信技术日新月异，为了实现电子通信系统的小型化集成化，就要求无源器件的体积更小，重量更轻。而在这些应用中，无线电天线是重要的组件之一。因此如何有效的减少天线大小就成了它能否应用在移动设备或小型系统终中的关键因素，减小天线尺寸的一个有效方法就是找到一种高介电常数，高电阻率材料。铁氧体材料一般具有比较高的磁导率，比较高的电阻率，是一种小型化天线比较适合的材料。在天线用铁氧体材料中，尖晶石型铁氧体虽然有比较高的磁导率，但因为受Sneok定率的限制，其截止频率低于300MHz，这极大的限制了它的应用频率，一般都不能超过100MHz。然而六角铁氧体完美解决了这个问题，与尖晶石系铁氧体相比更高的截止频率让他们能在更高的频率上得到应用。在300MHz-1GHz天线用六角铁氧体材料的研制过程中，对M型六角钡铁氧体材料的性能研究较少，对离子掺杂M型钡铁氧体材料的研究会给很多问题的解决提供新的思路。
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题是：研究一种新的可用于300MHz-1GHz天线的In3+掺杂六角晶系M型钡铁氧体旋磁材料及其制备方法。该方法能得到磁损耗和介电损耗都较低，介电常数和电阻率都非常高的铁氧体材料。为实现上述专利技术目的，本专利技术技术方案如下：一种铟离子掺杂六角晶系M型钡铁氧体旋磁材料，材料的化学式为BaFe12-2xInxO19，其中x＝0.1,0.2,0.25,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.75,0.8,0.9,1,1.2,1.3和1.4。作为优选方式，所述的铟离子掺杂六角晶系M型钡铁氧体旋磁材料通过如下方法制备得到：(1)将原料BaCO3、Fe2O3、In2O3根据化学式中代表的掺杂量x的不同进行计算和称量，得到各原材料的混合物；(2)将配制好的样品混合物、水和球磨用大小球加入到球磨罐，第一次球磨10－16小时，球磨机转速为200－500转每分钟；(3)将上一步球磨后所得的浆料烘干过筛后放入匣钵压实，开始预烧，预烧按照室温-800℃，升温速率5－12℃/分钟；800℃-1300℃，升温速率5-10℃/分钟；在1300℃保温2－3小时后自然冷却；(4)将上一步得到预烧料与水混合进行二次球磨；(5)将上一步得到浆料烘干造粒过筛，借助模具压制成环和片；(6)将压制好的胚料按如下方法烧结：室温-800℃，升温速率10℃/分钟；800℃-1150℃升温速率5-10℃/分钟，1150℃-1200℃保温1.5小时后自然降温。作为优选方式，所选原料中BaCO3，Fe2O3和In2O3的纯度都在99.99％以上。为实现上述专利技术目的，本专利技术还提供一种铟离子掺杂六角晶系M型钡铁氧体旋磁材料的制备方法，包括如下步骤：(1)将原料BaCO3、Fe2O3、In2O3根据材料化学式中代表的掺杂量x的不同进行计算和称量，得到各原材料的混合物，其中材料的化学式为BaFe12-2xInxO19，其中x＝0.1,0.2,0.25,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.75,0.8,0.9,1,1.2,1.3和1.4；所选原料中BaCO3，Fe2O3和In2O3的纯度都在99.99％以上；(2)将配制好的样品混合物、水和球磨用大小球加入到球磨罐，第一次球磨10－16小时，球磨机转速为200－500转每分钟；(3)将上一步球磨后所得的浆料烘干过筛后放入匣钵压实，开始预烧，预烧按照室温-800℃，升温速率5－12℃/分钟；800℃-1300℃，升温速率5-10℃/分钟；在1300℃保温2－3小时后自然冷却；(4)将上一步得到预烧料与水混合进行二次球磨；(5)将上一步得到浆料烘干造粒过筛，借助模具压制成环和片；(6)将压制好的胚料按如下方法烧结：室温-800℃，升温速率10℃/分钟；800℃-1150℃升温速率5-10℃/分钟，1150℃-1200℃保温1.5小时后自然降温。作为优选方式，步骤(2)和步骤(4)中煅烧料：球磨机的小球：球磨机的大球：水的质量比为1：3：6：2。这样使原料混合充分，反应完全。作为优选方式，步骤(3)预烧时在1300℃保温2小时后自然冷却。将预烧温度设为1300℃，促进晶粒长大成型配合烧结温度和保温时间，保证样品性能。作为优选方式，步骤(4)二次球磨时间为24小时。这样有利于提高样品致密性。作为优选方式，步骤(5)造粒时使用PVA进行造粒。作为优选方式，步骤(5)造粒后材料能通过100目筛但不能通过40目筛。采用PVA进行造粒并使材料能通过100目筛不能通过40目筛，使造粒后样品烧结时受热均匀。作为优选方式，步骤(6)烧结时成型环和片在1180℃保温1.5小时。本专利技术的有益效果为：本专利技术优化了传统固相反应法的技术工艺参数，方法可靠，按本专利技术所述方法得到样品性能稳定，适用于工厂大规模生产。附图说明图1是本专利技术制备方法的工艺流程图。图2是选取x＝0.0、0.5、0.7、1.0、1.2时的XRD图像。图3是选取x＝0.5、0.7、1.0、1.2时的SEM图像。图4是选取x＝0.1、0.4、0.75、0.9、1.1、1.4时的VSM图像。图5是选取随x变化矫顽力和饱和磁化强度变化的图像。图6是x＝0.1、0.4、0.9、1.4时介电实部图像图7是x＝1.2时介电损耗图像。图8是随着x变化电阻率变化的图像。具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。一种铟离子掺杂六角晶系M型钡铁氧体旋磁材料，材料的化学式为BaFe12-2xInxO19，其中x＝0.1,0.2,0.25,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.75,0.8,0.9,1,1.2,1.3和1.4。本实施例还提供一种所述的铟离子掺杂六角晶系M型钡铁氧体旋磁材料的制备方法：(1)将原料BaCO3、Fe2O3、In2O3根据化学式中代表的掺杂量x的不同进行计算和称量，得到各原材料的混合物；(2)将配制好的样品混合物、水和球磨用大小球加入到球磨罐，第一次球磨10－16小时，球磨机转速为200－500转每分钟；(3)将上一步球磨后所得的浆料烘干过筛后放入匣钵压实，开始预烧，预烧按照室温-800℃，升温速率5－12℃/分钟；800℃-1300℃，升温速率5-10℃/分钟；在1300℃保温2－3小时后自然冷却；(4)将上一步得到预烧料与水混合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铟离子掺杂六角晶系M型钡铁氧体旋磁材料，其特征在于：材料的化学式为BaFe

【技术特征摘要】
1.一种铟离子掺杂六角晶系M型钡铁氧体旋磁材料，其特征在于：材料的化学式为BaFe12-2xInxO19，其中x＝0.1,0.2,0.25,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.75,0.8,0.9,1,1.2,1.3和1.4。


2.根据权利要求1所述的铟离子掺杂六角晶系M型钡铁氧体旋磁材料，其特征在于通过如下方法制备得到：
(1)将原料BaCO3、Fe2O3、In2O3根据化学式中代表的掺杂量x的不同进行计算和称量，得到各原材料的混合物；
(2)将配制好的样品混合物、水和球磨用大小球加入到球磨罐，第一次球磨10－16小时，球磨机转速为200－500转每分钟；
(3)将上一步球磨后所得的浆料烘干过筛后放入匣钵压实，开始预烧，预烧按照室温-800℃，升温速率5－12℃/分钟；800℃-1300℃，升温速率5-10℃/分钟；在1300℃保温2－3小时后自然冷却；
(4)将上一步得到预烧料与水混合进行二次球磨；
(5)将上一步得到浆料烘干造粒过筛，借助模具压制成环和片；
(6)将压制好的胚料按如下方法烧结：室温-800℃，升温速率10℃/分钟；800℃-1150℃升温速率5-10℃/分钟，1150℃-1200℃保温1.5小时后自然降温。


3.根据权利要求1所述的铟离子掺杂六角晶系M型钡铁氧体旋磁材料，其特征在于所选原料中BaCO3，Fe2O3和In2O3的纯度都在99.99％以上。


4.一种铟离子掺杂六角晶系M型钡铁氧体旋磁材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)将原料BaCO3、Fe2O3、In2O3根据材料化学式中代表的掺杂量x的不同进行计算和称量，得到各原材料的混合物，其中材料的化学式为BaFe12-2xInxO19，其中x＝0.1,0.2,0.25,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.75,0.8,0.9,1,1.2,1.3和1.4；...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘颖力，祁炳豪，张怀武，殷齐声，陈建丰，刘谦，陈彦君，周磊，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51