具有高自旋波线宽的微波铁氧体材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种具有高自旋波线宽的微波铁氧体材料，属于微波铁氧体材料领域，其化学式组成为：Y3‑

【技术实现步骤摘要】
具有高自旋波线宽的微波铁氧体材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及微波铁氧体材料领域，尤其涉及一种具有高自旋波线宽的微波铁氧体材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]微波铁氧体材料有许多性能参数，例如：饱和磁化强度、铁磁共振线宽、居里温度、自旋波线宽和温度稳定性等。根据铁氧体器件应用环境的不同，追求不同的性能参数，例如：在4/5G通信中,为追求器件的低损耗和高带宽，微波铁氧体主要选择低铁磁共振线宽高饱和磁化强度的石榴石材料；在宽温度范围的应用场景中，不仅要求材料具有较低的铁磁共振线宽还要有低的温度系数；在星载大功率的应用中，器件需要微波铁氧体材料承受比较大的功率，这要求材料的自旋波线宽较大。目前，在石榴石体系中，提高材料自旋波线宽的主要手段是Dy
3+
、Tb
3+
、Ho
3+
等离子掺杂或细化材料晶粒，但细化晶粒提高自旋波线宽在具体工程中应用较少。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的之一，就在于提供一种具有高自旋波线宽的微波铁氧体材料，以解决上述问题。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是这样的：一种具有高自旋波线宽的微波铁氧体材料，其化学式组成为：
[0005]Y3‑
a
‑
b
Ca
a
Gd
b
Fe5‑
c
‑
d
‑
e
‑
f
‑
g
‑
>δ
Zr
c
Sn
d
V
e
In
f
Hf
g
O
12
，其中0≤a≤0.7，0≤b≤0.7，0≤c≤0.6， 0≤d≤0.7，0≤e≤0.7，0≤f≤0.7，0＜g≤0.3，δ为缺铁量。
[0006]本专利技术公开的上述铁氧体材料，其通过在Fe
3+
位掺杂适量的Hf
4+
，可以显著提高材料的自旋波线宽，可广泛应用于提高微波铁氧体材料自旋波线宽的配方设计中，丰富了调控自旋波线宽的技术手段。
[0007]本专利技术通过掺杂Hf
4+
来调控材料的自旋波线宽，一改传统的Dy
3+
、Tb
3+
、Ho
3+
等离子取代，或者通过细化晶粒来提高自旋波线宽。
[0008]本专利技术的目的之二，在于提供一种上述的材料的制备方法，采用的技术方案为，包括下述步骤：
[0009](1)一次料的制备：按所述化学式成分的含量称取原材料，加入溶剂进行球磨，球磨时间4～12h，然后过滤烘干过筛，在1200
‑
1280℃进行预烧处理，冷却后，得到一次料；
[0010](2)二次料的制备：将步骤(1)所得的一次料粉碎，加入溶剂球磨4～12h，过滤烘干后，得到二次料；
[0011](3)造粒：将制备的二次料加入一定量的胶合剂，进行造粒过筛；
[0012](4)成型：造粒好的细粉放入模具进行压制，压制压强为50MPa～ 250MPa，得到材料生坯
[0013](5)烧结；将生坯装入空气气氛或氧化气氛炉中进行烧结，即得样品。
[0014]作为优选的技术方案：步骤(a)中的原材料为分析纯，其化学式分别为 Fe2O3、Gd2O3、CaCO3、ZrO2、SnO2、V2O5、In2O3、HfO2、Y2O3。
[0015]作为优选的技术方案：步骤(1)中，球料比为4:0.6，球磨时间为4h。
[0016]作为优选的技术方案：步骤(1)中，所述球为氧化锆，所述溶剂为去离子水或酒精。
[0017]作为优选的技术方案：步骤(2)中，料与溶剂的比例为1:0.6，球磨时间为4h。
[0018]步骤(1)、(3)中过筛时筛规格大小为20目～60目。
[0019]作为优选的技术方案：步骤(3)中，所述胶合剂为聚乙烯醇水溶液，浓度为5wt％～12wt％。
[0020]作为优选的技术方案：步骤(5)中，烧结温度为1350℃～1450℃，保温6 小时以上。
[0021]与现有技术相比，本专利技术具有以下明显区别：
[0022]掺杂的元素不同：以往的技术中提高石榴石材料自旋波线宽都是掺杂Dy
3+
、 Tb
3+
、Ho
3+
等离子,而本专利技术第一次公开在Fe
3+
位掺杂Hf
4+
也可以显著提高石榴石旋磁材料的自旋波线宽；
[0023]掺杂的位置不一样：以往的技术中提高石榴石材料自旋波线宽都是在Y位掺杂，而本专利技术是在Fe位进行掺杂，去提高石榴石材料的自旋波线宽，这在以前研究中是从未报道过的。
[0024]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术的技术可有效调控微波铁氧体材料的自旋波线宽和铁磁共振线宽，可使微波铁氧体材料满足小、中、高不同的功率容量器件，可广泛应用于功率型微波器件中，尤其适用于雷达通信等领域。
具体实施方式
[0025]下面将对本专利技术作进一步说明。
[0026]实施例1：按化学式组成Y3‑
a
‑
b
Ca
a
Gd
b
Fe5‑
c
‑
d
‑
e
‑
f
‑
g
‑
δ
Zr
c
Sn
d
V
e
In
f
Hf
g
O
12
称取Fe2O3、 Gd2O3、CaCO3、ZrO2、SnO2、V2O5、In2O3、HfO2、Y2O3,其中a＝0.3，b＝0，c＝0， d＝0.2，e＝0，f＝0.1，g＝0.05，δ＝0.05。
[0027]实施例2：按化学式组成Y3‑
a
‑
b
Ca
a
Gd
b
Fe5‑
c
‑
d
‑
e
‑
f
‑
g
‑
δ
Zr
c
Sn
d
V
e
In
f
Hf
g
O
12
称取Fe2O3、 Gd2O3、CaCO3、ZrO2、SnO2、V2O5、In2O3、HfO2、Y2O3,其中a＝0.3，b＝0，c＝0， d＝0.2，e＝0，f＝0.1，g＝0.1，δ＝0.05。
[0028]实施例3：按化学式组成Y3‑
a
‑
b
Ca
a
Gd
b
Fe5‑
c
‑
d
‑
e
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有高自旋波线宽的微波铁氧体材料，其特征在于：其化学式组成为：Y3‑
a
‑
b
Ca
a
Gd
b
Fe5‑
c
‑
d
‑
e
‑
f
‑
g
‑
δ
Zr
c
Sn
d
V
e
In
f
Hf
g
O
12
，其中0≤a≤0.7，0≤b≤0.7，0≤c≤0.6，0≤d≤0.7，0≤e≤0.7，0≤f≤0.7，0＜g≤0.3，δ为缺铁量。2.权利要求1所述的具有高自旋波线宽的微波铁氧体材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）一次料的制备：按所述主要成分的含量称取原材料，加入溶剂进行球磨，球磨时间4～12 h，然后过滤烘干过筛，在1200
‑
1280 ℃进行预烧处理，冷却后，得到一次料；（2）二次料的制备：将步骤（1）所得的一次料粉...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ七四专利代理机构，
申请(专利权)人：西南应用磁学研究所中国电子科技集团公司第九研究所，
类型：发明
国别省市：