一种微波铁氧体材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及一种微波铁氧体材料及其制备方法与应用，所述微波铁氧体材料为掺杂金属的钇铁石榴石；所述掺杂金属包括镧系金属La，掺杂的摩尔量为0～0.1且不为0。通过在钇铁石榴石中掺杂镧系金属La，并控制掺杂的摩尔量在0～0.1且不为0的范围内，提高了钇铁石榴石的介电常数至16以上，克服了旋磁石榴石铁氧体介电常数在15左右的问题，并使得其具备稳定的饱和磁化强度、高居里温度、窄线宽和低损耗。窄线宽和低损耗。

【技术实现步骤摘要】
一种微波铁氧体材料及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于电子陶瓷
，涉及一种微波铁氧体材料及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]微波铁氧体环形器是5G通讯中不可缺少的基本器件，主要应用是在基台和移动台系统中。随着移动通信技术的不断发展，移动通信对环形器的基本要求则是低插入损耗、高隔离度、高回波、较高功率及高的温度稳定性、高互调值等、小型轻量、低成本。旋磁铁氧体是环形器的关键材料，应具有稳定的饱和磁化强度，高居里温度，窄线宽，高介电常数，低损耗。
[0003]然而，现有的环形器中的旋磁石榴石铁氧体介电常数在15左右，且性能稳定性差，生产周期长，批量生产困难，难以满足5G通信产品的需求。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种微波铁氧体材料及其制备方法与应用，通过在钇铁石榴石中掺杂镧系金属La，并控制掺杂的摩尔量在0～0.1且不为0的范围内，提高了钇铁石榴石的介电常数至16以上，克服了旋磁石榴石铁氧体介电常数在15左右的问题，并使得其具备稳定的饱和磁化强度、高居里温度、窄线宽和低损耗。
[0005]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]第一方面，本专利技术提供了一种微波铁氧体材料，所述微波铁氧体材料为掺杂金属的钇铁石榴石；所述掺杂金属包括镧系金属La，掺杂的摩尔量为0～0.1且不为0，例如可以是0.02、0.05、0.1、0.5或0.9，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0007]本专利技术提供的微波铁氧体材料，通过在钇铁石榴石中掺杂镧系金属La，并控制掺杂的摩尔量在0～0.1且不为0的范围内，提高了钇铁石榴石的介电常数至16以上，克服了旋磁石榴石铁氧体介电常数在15左右的问题，并使得其具备稳定的饱和磁化强度、高居里温度、窄线宽和低损耗。
[0008]优选地，所述微波铁氧体材料的掺杂金属包括Gd、La、Bi、Al、Mn、Zr或Ti中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合包括Gd和La的组合，La和Bi的组合，Bi和Al的组合，Mn和Zr的组合，Gd、La和Bi的组合，La、Bi和Al的组合，Al、Mn和Zr的组合，Mn、Zr和Ti的组合。
[0009]优选地，所述微波铁氧体材料的化学式为Y3‑
x
‑
h
‑
m
Gd
x
La
h
Bi
m
Fe5‑
y
‑
2z
‑
2n
Al
y
Mn
z+n
Zr
z
Ti
n
O
12
。
[0010]其中0.1<x<0.2，例如可以是0.12、0.14、0.16、0.18或0.19，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0011]0<y<0.1，例如可以是0.02、0.04、0.06、0.08或0.09，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0012]0.1<z<0.25，例如可以是0.12、0.15、0.2、0.22或0.25，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0013]0<h<0.1且不为0，例如可以是0.02、0.05、0.07、0.08或0.09，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0014]0<m<0.1，例如可以是0.02、0.05、0.07、0.08或0.09，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0015]0<n<0.1，例如可以是0.02、0.05、0.07、0.08或0.09，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0016]优选地，所述Gd的摩尔量为0.14～0.16，例如可以是0.14、0.145、0.15、0.155或0.16，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0017]优选地，所述La的摩尔量为0.04～0.06，例如可以是0.04、0.045、0.05、0.055或0.06，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0018]优选地，所述Bi的摩尔量为0.04～0.06，例如可以是0.04、0.045、0.05、0.055或0.06，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0019]优选地，所述Al的摩尔量为0.01～0.03，例如可以是0.01、0.015、0.02、0.025或0.03，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0020]优选地，所述Mn的摩尔量为0.24～0.28，例如可以是0.24、0.25、0.26、0.27或0.28，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0021]优选地，所述Zr的摩尔量为0.18～0.22，例如可以是0.18、0.19、0.2、0.21或0.22，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0022]优选地，所述Ti的摩尔量为0.05～0.07，例如可以是0.05、0.055、0.06、0.065或0.07，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0023]优选地，所述微波铁氧体材料的化学式为Y
2.78
Gd
0.15
La
0.05
Bi
0.05
Fe
4.43
Al
0.02
Mn
0.26
Zr
0.2
Ti
0.06
O
12
。
[0024]本专利技术中通过控制掺杂的金属元素及其含量产生了协同作用，得到的微波铁氧体材料具备1650Gs以上的饱和磁感应强度、30Oe以下的线宽、16以上的介电常数、1.5
×
10
‑4以下的介电损耗角正切和280℃以上的居里温度。
[0025]第二方面，本专利技术提供了一种根据第一方面所述微波铁氧体材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
[0026](1)混合铁源、钇源和掺杂金属源，进行一次砂磨和一次喷雾造粒，得到一次喷雾造粒料；
[0027](2)对所得一次喷雾造粒进行预烧后，得到预烧料；
[0028](3)对所得预烧料进行二次砂磨和二次喷雾造粒，得到二次喷雾造粒料；
[0029](4)对所得二次喷雾造粒料进行压型和烧结后，得到所述微波铁氧体材料。
[0030]优选地，步骤(1)所述铁源、钇源和掺杂金属源分别为铁的氧化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微波铁氧体材料，其特征在于，所述微波铁氧体材料为掺杂金属的钇铁石榴石；所述掺杂金属包括镧系金属La，掺杂的摩尔量为0～0.1且不为0。2.根据权利要求1所述的微波铁氧体材料，其特征在于，所述微波铁氧体材料的掺杂金属包括Gd、La、Bi、Al、Mn、Zr或Ti中的任意一种或至少两种的组合。优选地，所述微波铁氧体材料的化学式为Y3‑
x
‑
h
‑
m
Gd
x
La
h
Bi
m
Fe5‑
y
‑
2z
‑
2n
Al
y
Mn
z+n
Zr
z
Ti
n
O
12
，其中0.1<x<0.2，0<y<0.1，0.1<z<0.25，0<h<0.1且不为0，0<m<0.1且0<n<0.1；优选地，所述Gd的摩尔量为0.14～0.16；优选地，所述La的摩尔量为0.04～0.06；优选地，所述Bi的摩尔量为0.04～0.06；优选地，所述Al的摩尔量为0.01～0.03；优选地，所述Mn的摩尔量为0.24～0.28；优选地，所述Zr的摩尔量为0.18～0.22；优选地，所述Ti的摩尔量为0.05～0.07。3.根据权利要求1或2所述的微波铁氧体材料，其特征在于，所述微波铁氧体材料的化学式为Y
2.78
Gd
0.15
La
0.05
Bi
0.05
Fe
4.43
Al
0.02
Mn
0.26
Zr
0.2
Ti
0.06
O
12
。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述微波铁氧体材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：(1)混合铁源、钇源和掺杂金属源，进行一次砂磨和一次喷雾造粒，得到一次喷雾造粒料；(2)对所得一次喷雾造粒进行预烧后，得到预烧料；(3)对所得预烧料进行二次砂磨和二次喷雾造粒，得到二次喷雾造粒料；(4)对所得二次喷雾造粒料进行压型和烧结后，得到所述微波铁氧体材料。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述铁源、钇源和掺杂金属源分别为铁的氧化物、钇的氧化物和掺杂金属的氧化物；优选地，步骤(1)所述混合还包括溶剂和磨具；优选地，所述铁源、钇源和掺杂金属源组成的原材料与溶剂、磨具的质量比为1:(0.8～1.2):(3～3.5)；优选地，步骤(1)...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾春健，马学龙，杨宋兵，
申请(专利权)人：上海阖煦微波技术有限公司，
类型：发明
国别省市：