[发明专利]一种毫米波铁氧体环行器基片材料及其制备方法

说明书

本发明提出了一种毫米波铁氧体环行器基片材料，其特征在于，其化学式为：Ni_{1‑x‑y‑z}Zn_xCo_yCu_zMn_0.02Al_uFe_1.9‑uO₄，其中：0.1≤x≤0.2,0.03≤y≤0.05，0.03≤z≤0.5，0.2≤u≤0.25；本发明可以得到饱和磁化强度(4πMs)为3000Gs、介电常数13.5，介电损耗小于0.0005，温度系数＜1.2*10^‑3/℃(25～+85℃)、微波铁氧体材料，为高性能毫米波环行器件的开发提供一个可靠的材料基础且有效降低制作成本。

技术领域

本发明涉及材料领域，尤其涉及一种毫米波铁氧体环行器基片材料及其制备方法。

背景技术

微波旋磁铁氧体，是指应用于微波频段电路中作为旋磁介质材料完成一种或多种功能的铁氧体，在现代通讯中被广泛应用于雷达、卫星、导航、移动通讯等众多领域。

随着第五代无线通信即5G的发展，对基站天线也有新的要求，除了工作在低频段的宏基站外，还将安装数量庞大的工作在毫米波段的微基站。在微基站中要求铁氧体环行器向高频化、小型化、轻量化、平面化发展。为满足基站天线小型轻量化的要求，开发新型毫米波环行器，就需要开发相应的铁氧体材料产品。

5G移动通讯技术中使用的微带环行器，制造过程中对微波铁氧体基片材料的要求更高：不仅要求旋磁材料具有高的电磁性能如高饱和磁化强度，低介电损耗，低磁损耗，低温度系数等，而且还要具有高密度，大尺寸超薄材料要有高的机械强度等，我们采用完善的工艺制备了性能优良的铁氧体，满足了毫米波环行器的要求。

专利文件CN102584200B中公开了一种超低损耗、小线宽微波铁氧体材料及其制备方法，其化学式为Y_3-2x-yCa_2x+yFe_5-x-y-zV_xZr_yAl_zO₁₂，其中，采用了金属钒以及稀土金属钇，相对制造成本过高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的缺陷，本发明提出了一种毫米波铁氧体环行器基片材料及其制备方法，为高性能毫米波环行器件的开发提供一个可靠的材料基础。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种毫米波铁氧体环行器基片材料，其化学式为：Ni_1-x-y-zZn_xCo_yCu_zMn_0.02Al_uFe_1.9-uO₄，其中：0.1≤x≤0.2,0.03≤y≤0.05，0.03≤z≤0.5，0.2≤u≤0.25。

毫米波铁氧体环行器基片材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)按化学计量计算并称取原材料；

(2)振动球磨：将按步骤(1)称取的原材料混合，进行湿法球磨；

(3)预烧：将经过步骤(2)振动球磨的原料装入匣钵内烘干，压成圆饼预烧；

(4)粉碎：将步骤(3)所得预烧料粉碎后放入振动球磨机内进行第二次球磨；

(5)喷雾造粒：将步骤(4)所得料浆进行喷雾造粒；

(6)压制成型：将步骤(5)所得颗粒料过筛后放入模具内压制成产品坯件；

(7)烧结：将步骤(6)压制成型的产品毛坯放入钟罩炉内进行充氧烧结；

(8)研磨：将步骤(7)中烧结后的产品按照器件要求研磨到规定尺寸；