[发明专利]一种镁铁氧体基磁介材料及其制备方法

说明书

一种镁铁氧体基磁介材料及其制备方法，属于电子材料领域。该镁铁氧体基磁介材料由主相材料和辅助相材料按质量百分数比为100：(2～20)复合而成，所述主相材料为Mg_1‑xCd_xFe₂O₄尖晶石铁氧体，x的取值范围为0.1～0.3，所述辅助相材料为Bi₂O₃；主相材料和辅助相材料球磨混合后，烘干、过筛，经造粒，压制成型后，在880～960℃下烧结1～6h得到。本发明磁介材料实现了低温烧结和磁介近似相等，在0.1MHz～10MHz的频率范围内具有等磁介性和低损耗性；该磁介材料作为天线基板材料时，可很好地实现天线的小型化，且有利于提高微带天线的辐射效率和带宽，为小尺寸无线通信设备的设计提供了新的方案。

技术领域

本发明属于电子材料领域，具体涉及一种镁铁氧体基磁介材料及其制备方法。

背景技术

随着通信设备的小型化、集成化的不断发展，如何实现天线的小型化成为了研究工作者的研究重点。根据天线结构尺寸的计算公式，天线的结构尺寸正比于波在介质中的波长，因此，采用传统的介电材料基板加工较低频率天线时，由于基板的介电常数较低，导致天线的尺寸较大，不能满足在小型通信设备中的应用。

为了减小较低频段微带天线的尺寸、质量和体积，根据天线的谐振频率可知，提高天线介质基板的有效磁导率μ_eff可有效降低天线基板的尺寸，并且还不易激起表面波，有利于天线能量的辐射。同时，如果能使基板材料的有效磁导率和有效介电常数相等，则天线介质基板的特性阻抗即与真空的特性阻抗相等，因此，采用等磁介材料制备天线基板，可以有效减小天线辐射的能量反射，提高天线的辐射效率。此外，基板介电常数的大小决定了天线带宽，介电常数越小，天线的带宽越宽，这样，在天线的物理尺寸相同的情况下，等磁介材料的介电常数要小于纯介电材料的介电常数，使得采用等磁介材料的天线具有更宽的带宽。此外，为了进一步提高天线的增益，需要尽可能降低基板材料的磁损耗和介电损耗，而基板材料的磁导率和介电常数的截止频率都要高于天线的应用频率，因此，低损耗磁介材料一直是天线领域研究的热点之一。电子科技大学苏桦、唐晓莉等于2009年申请的中国发明专利“一种低频微带天线基板材料及其制备方法(申请号 200910058209.3)”，提出了一种尖晶石铁氧体与钛酸锶铋陶瓷复合的等磁介材料，但是该磁介材料的磁导率和介电常数均较高，限制了天线的尺寸。唐晓莉、苏桦等于2012年申请的中国发明专利“一种微带天线复合基板(申请号201110235563.5)”，提出了一种Co₂Z钡锶铁氧体材料与聚丙烯树脂材料复合而成的等磁介材料，但是该磁介材料中采用的聚丙烯树脂有机物在实际应用中受温度影响很大，严重影响了天线的性能。

发明内容

本发明针对背景技术存在的缺陷，提出了一种镁铁氧体基磁介材料及其制备方法。本发明磁介材料为Bi₂O₃调控的Mg_1-xCd_xFe₂O₄尖晶石铁氧体材料，实现了低温烧结和磁介近似相等，同时在0.1MHz～10MHz的频率范围内具有等磁介性和低损耗性(其磁导率和介电常数均在10～45左右，且频段内比磁损耗系数和比介电损耗系数都低于0.01)；该磁介材料作为天线基板材料时，可以很好地实现天线的小型化，且有利于提高微带天线的辐射效率和带宽，为小尺寸无线通信设备的设计提供了新的方案。

本发明的技术方案如下：