[发明专利]一种小线宽、高居里温度微波铁氧体材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种小线宽、高居里温度微波铁氧体材料及其制备方法，属于微波通信和磁性材料领域。

背景技术

石榴石型微波铁氧体材料是二十世纪六十年代发展起来的一种新型微波材料，钇铁石榴石铁氧体是最早研制成的石榴石型旋磁材料，在钇铁石榴石铁氧体的基础上，通过离子掺杂、工艺改进等手段，对材料的组分与结构进行调整，可以得到不同性能的石榴石型微波铁氧体材料。目前在微波通信领域有实用价值的石榴石铁氧体材料，几乎都是在钇铁石榴石铁氧体的基础上改进得来的。这类材料具有低的介电损耗、低的各向异性场、高密度，高电阻率、低磁损耗和窄铁磁共振线宽等优点，因而在微波通信领域有着广泛的应用。

关于微波铁氧体材料及制备方法的专利文献已经有一些，如目前已公开的中国专利CN 1286127C中公开的一种石榴石铁氧体，其化学式：Y_XGd_3-XAl_0.5Fe_4.5O₁₂和Y₃Fe_(5-5y)Al_5yO₁₂，测试的最小铁磁共振线宽ΔH_10GHz为2.3KA/m，最低插入损耗为0.275dB；再有专利CN 1719658A中公开的石榴石铁氧体化学式为：（Y_wGd_xCa_q）(Fe_8-w-x-y-3zIn_yV_z)O₁₂，测试的最小铁磁共振线宽ΔH为2.15KA/m，最低插入损耗为0.37dB。但是随着微波通信技术的不断发展，人们对微波器件的性能要求越来越高，为了尽可能地减少器件中的损耗，材料自身的损耗是越小越好。专利CN 101591168A中公开的石榴石铁氧体化学式为：Y_3-2xCa_2xV_xIn_yMn_zFe_5-x-y-zO₁₂或Y_3-xCa_xGe_xIn_yMn_zFe_5-x-y-zO₁₂，测试的铁磁共振线宽ΔH为1.2KA/m，插入损耗为0.25dB，虽然线宽减小了，但是In离子的引入却降低器件的居里温度T_c，器件的居里温度过低，就会造成器件的饱和磁化强度M_s温度稳定性变差，影响器件的正常工作。器件中引入Gd离子虽然得到较好的饱和磁化强度M_s温度稳定性，但是铁磁共振线宽ΔH显著增大，若器件中引入In离子，则无法保持饱和磁化强度M_s温度稳定性，如果同时引入Gd离子和In离子，则In离子降低ΔH的效果与Gd离子增大ΔH的效果相互抵消，总体上仍然无法得到较低ΔH的石榴石铁氧体材料，此外，In₂O₃原料价格较贵，不利于大范围推广。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种小线宽、高居里温度微波铁氧体材料，本发明还提供该小线宽、高居里温度微波铁氧体材料的制备方法。

实现本发明目的的技术方案是：一种小线宽、高居里温度微波铁氧体材料，其主相为石榴石结构，其特征是：化学式为Y_3-xCa_xSn_xMn_yFe_5-x-y-zO₁₂，其中0.05≤x≤0.2，0.02≤y≤0.06，0.14≤z≤0.24，z为工艺缺铁量。

该小线宽、高居里温度微波铁氧体材料的制备方法包括如下步骤：

（1）设计配方后，根据化学式为Y_3-xCa_xSn_xMn_yFe_5-x-y-zO₁₂，其中0.05≤x≤0.2，0.02≤y≤0.06，0.14≤z≤0.24计算并称取的所需原材料，所取原材料为Fe₂O₃、Y₂O₃、CaCO₃、MnCO₃、SnO₂；