[发明专利]一种高功率、低损耗微波铁氧体材料及制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高功率、低损耗微波铁氧体材料及制造方法，属于微波技术 和磁性材料领域。

背景技术

卫星通信、雷达探测、微波加热均采用微波作为传输手段，微波铁氧体环行 器/隔离器是不可缺少的基本器件。高功率微波铁氧体器件要求器件具有低的插入 损耗和高的功率承受能力，其中关键是要使用一种高功率、低损耗微波铁氧体材 料。微波铁氧体材料发展趋势之一是要材料能够承受较大的平均功率、介电损耗 (tgδe)要尽量低。要解决普通材料由于高功率非线性效应、所引起的器件功 率承受能力不足的问题，这样才能获得更大的发射功率和更高的传输效率。石榴 石旋磁材料是20世纪60年代发展起来的一种新型微波材料，钇铁石榴石 (Y₃Fe₅O₁₂)是最早研制成的。但是单纯的Y₃Fe₅O₁₂材料由于其饱和磁化强度(Ms) 较高，功率承载能力较低，铁磁共振线宽(ΔH)和介电损耗(tgδe)偏大，其 应用范围受到一定的限止。另外，单纯的Y₃Fe₅O₁₂材料烧结温度高达1500℃，不 利于大批量的生产。

关于微波铁氧体材料及制造方法的专利文献已有一些，如目前已公开的CN 1286127C中，所述的石榴石铁氧体化学式为：Y_xGd_3-xAl_0.5Fe_4.5O₁₂和Y₃Fe_(5-5y)Al_5yO₁₂， 测试的最低插入损耗为0.375db(器件参数，材料的介电损耗(tgδe)未述)；另 一专利CN 1600741A中，所述的石榴红铁氧体化学式为：Y_3-xGd_xFe_t-2y-zCo_ySi_yAl_zO₁₂和Y_3-x-uGd_xCa_uFe_t-2y-u-zCo_ySi_yAl_zO₁₂或Y_3-xGd_xFe_t-2y-v-zCo_ySi_yIn_vAl_zO₁₂，插入损耗未作介 绍。再有CN 1719658.A中所述的石榴石铁氧体化学式为：(Y_wGd_xCa_q) (Fe_8-w-x-y-3zIn_yV_z)O₁₂，测试的最低插入损耗为0.37db(器件参数，材料的介电损耗 (tgδe)未述)。以上专利所述制备的石榴石铁氧体实际就是应用于微波领域的 磁性材料，但是由于配方和制备方法各不相同，所得到材料的承受功率和介电损 耗(tgδe)是不同的，对于器件的应用效果也是不一样的，但是以上专利所制 备的微波铁氧体的承受功率和介电损耗(tgδe)仍然不理想。

发明内容

本发明的目的在于提供一种承受功率高和介电损耗(tgδe)低的高功率、 低损耗微波铁氧体材料，以解决现有技术中存在的上述问题，用本发明的微波铁 氧体材料制备的微波铁氧体器件具有低的插入损耗和高的功率承受能力。

本发明的另一目的在于提供该高功率、低损耗微波铁氧体材料的制备方法。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的。

一种高功率、低损耗微波铁氧体材料，其主相为石榴石结构，其化学式为： Bi_zCa_3-zGe_xA_yV_{1.5-0.5z-0.5x}Fe_{3.5+0.5z-0.5x-y}O₁₂，其中：0≤x≤0.6，0≤y≤0.32， 0.1≤z≤0.7，A＝In、Zr、Sn或Ti。