[发明专利]一种磁性纳米晶玻璃钎料及其制备方法和应用其连接铁氧体的方法

说明书

本发明涉及一种磁性纳米晶玻璃钎料及其制备方法和应用其连接铁氧体的方法，属于铁氧体焊接技术领域。本发明提供的玻璃钎料成分为xBi₂O₃‑yCoO‑yFe₂O₃‑10B₂O₃(mol.％，x＝30～40，y＝25～35)，该玻璃钎料的物理化学性能接近铁氧体。且本申请采用磁性钎料片与低温玻璃预熔后的母材进行复合连接，在保证铁氧体的可靠连接和焊缝的磁性能的同时，实现微波铁氧体器件长期服役的结构稳定性和性能稳定性。即本发明既能够实现玻璃焊缝与铁氧体母材的电磁性能的统一，又符合节约能源可持续发展的绿色理念，对铁氧体的连接乃至微波器件的加工具有重要的应用价值。

技术领域

本发明涉及一种磁性纳米晶玻璃钎料及其制备方法和应用其连接铁氧体的方法，属于铁氧体焊接技术领域。

背景技术

铁氧体作为一种磁性材料，广泛应用于高频和微波领域，随着微电子技术的发展及微波器件的小型化，对铁氧体组件的连接提出了更高的要求。一方面要保证焊缝与母材具有相似的介电性，以及较低的介电损耗，同时保证焊缝的磁性能与铁氧体母材相近；另一方面要保证铁氧体器件长期服役的稳定性和良好的力学性能。传统的非晶玻璃钎料由于本身不具磁性而无法满足焊缝的磁性要求，磁性玻璃钎料在热处理后生成的磁性相能够引入磁性，因而成为连接铁氧体的最佳选择。然而，磁性玻璃的软化温度很高，要求较高的连接温度，与能源节约的可持续发展理念相悖。因此，提供一种磁性纳米晶玻璃钎料及其制备方法和应用其连接铁氧体的方法，实现磁性纳米晶玻璃钎料连接铁氧体，使焊缝具有良好的力学性能和长期服役稳定性的同时，具有良好的与母材相近的磁性能是十分必要的。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题，提供一种磁性纳米晶玻璃钎料及其制备方法和应用其连接铁氧体的方法。

本发明的技术方案：

一种磁性纳米晶玻璃钎料，该玻璃钎料由Bi₂O₃、CoO、Fe₂O₃和B₂O₃组成，Bi₂O₃、CoO、Fe₂O₃和B₂O₃的摩尔百分比为：(30～40)：(25～35)：(25～35)：10。

上述磁性纳米晶玻璃钎料的制备方法，该制备方法具体为：将分析纯的Bi₂O₃、CoO、Fe₂O₃和H₃BO₃熔融浇注在不锈钢磨具中并保温，保温结束后进行退火处理并随炉冷却，获得圆柱状的磁性纳米晶玻璃钎料。

进一步地，熔融温度为1150～1400℃，保温时间为1h。

进一步地，退火处理条件为：温度400～450℃，保温时间2h。

应用上述磁性纳米晶玻璃钎料连接铁氧体的方法，该方法包括以下步骤：

步骤一，将磁性纳米晶玻璃钎料切成厚度为1mm的钎料片，磨抛处理后待用；

步骤二，将直径为9mm的铁氧体YIG圆柱母材切成2mm厚的待焊母材，将待焊母材表面打磨平整并抛光，然后对待焊母材表面进行预处理，使待焊母材表面预熔有低温玻璃熔覆层；

步骤三，将经过步骤二处理后的2个待焊母材与步骤一处理后的钎料片装配成三明治结构，其中钎料片位于2个待焊母材中间，并且钎料片的表面与待焊母材表面相接触并对齐，得到待焊试件；