[发明专利]一种大晶粒尺寸的LiZnTi铁氧体及其制备方法

说明书

本发明公开了一种大晶粒尺寸的LiZnTi铁氧体及其制备方法，该LiZnTi铁氧体包括以下质量百分含量的原料组分：99.25～99.75wt％的主成分、0.25～0.75wt％的添加剂，其中所述主成分按质量百分比包括72.3～75.3wt％的Fe₂O₃、5.3～6.5wt％的Li₂CO₃、10.2～10.4wt％的ZnO、4.7～4.9wt％的TiO₂、3.0～7.4wt％的纳米CuO，所述添加剂成分为LBSCA玻璃。本发明的有益效果是：通过在LiZnTi铁氧体预烧阶段加入合适的纳米CuO颗粒以及低熔点玻璃添加剂，有效地将烧结温度将至900℃，同时该铁氧体能像高温烧结获得的大晶粒的微结构同时保持了LiZnTi铁氧体良好的磁性能。

技术领域

本发明涉及一种LiZnTi铁氧体及其制备方法，具体为一种大晶粒尺寸的LiZnTi铁氧体及其制备方法，属于功能陶瓷应用技术领域。

背景技术

随着雷达技术、移动通讯技术尤其是5G技术的发展及应用，对电子产品的小型化、片式化及高频化提出了更高要求。而基于低温共烧陶瓷(LTCC)技术的微波模块具有高集成、高工作频率且能与有源器件混合集成的特点能够很好的满足这一发展需求。LiZnTi微波铁氧体具有低矫顽力、高饱和磁化强度以及低铁磁共振线宽的特点，在微波甚至毫米波器件上具有重要应用。

现有的制备高性能LiZnTi铁氧体的技术需要非常高的烧结温度(1100℃)，另一方面LTCC工艺中采用的银电极，其熔点只有961℃，因此现有高温烧结技术制备的LiZnTi铁氧体无法满足LTCC技术的要求，导致微波器件难以进行小型化制作。为了满足LTCC技术要求，当铁氧体的烧结温度从1100℃以上将至900℃时，铁氧体晶粒生长明显被抑制，磁性能被严重恶化。因此，探索一种既满足LTCC工艺技术的要求又能制备具有大晶粒、高性能的铁氧体的方法是当今需解决的重要技术难题。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述的问题，而提出一种大晶粒尺寸的LiZnTi铁氧体及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种大晶粒尺寸的LiZnTi铁氧体，该LiZnTi铁氧体包括以下质量百分含量的原料组分：99.25～99.75wt％的主成分、0.25～0.75wt％的添加剂，其中所述主成分按质量百分比包括72.3～75.3wt％的Fe₂O₃、5.3～6.5wt％的Li₂CO₃、10.2～10.4wt％的ZnO、4.7-4.9wt％的TiO₂、3.0～7.4wt％的纳米CuO，所述添加剂成分为LBSCA玻璃；

所述LBSCA玻璃根据摩尔百分比50.0～55.0％的Li₂CO₃、30.0～32.0％的B₂O₃、11.0％～13.0％的SiO₂、1.5％～2.5％的CaO和2.0％～3.0％的Al₂O₃通过球磨混合、煅烧制备得到。

本发明的进一步技术改进在于：所述主成分的制备方法的具体步骤为：

S1、将主成分的原料Li₂CO₃、ZnO、TiO₂、Fe₂O₃和纳米CuO按满足分子式化学计量式Li_0.43-x/2Zn_0.27Ti_0.13Cu_xFe_2.17-x/2O₄的配比进行调配，同时按缺铁配方称量原料Fe₂O₃，得到主配方粉料；