[发明专利]一种Co2Z型铁氧体材料及其制备方法和用途

说明书

本发明提供了一种Co₂Z型铁氧体材料及其制备方法和用途。所述制备方法包括以下步骤：(1)采用电渗析法分别对Y型混合溶液和M型混合溶液进行处理，得到Y型阳离子混合溶液和M型阳离子混合溶液；(3)将Y型阳离子混合溶液和M型阳离子混合溶液分别与碳酸氢铵进行混合，干燥，得到Y型铁氧体前驱体和M型铁氧体前驱体；(4)将Y型铁氧体前驱体、M型铁氧体前驱体和粘结剂进行压制成型，一次预烧，二次烧结，得到Co₂Z型铁氧体材料；取代金属离子包括Ba²⁺和/或Sr²⁺。本发明通过电渗析法制备得到了混合均匀、粒度较小、杂质少且性能较高的Co₂Z型铁氧体材料，适用于超高频磁性器件中，且降低了烧结温度，节省了制备工序。

技术领域

本发明属于磁性材料技术领域，涉及一种Co₂Z型铁氧体材料及其制备方法和用途。

背景技术

目前，超高频波段的小型化、便携式的电子设备需求正飞速增长。六角晶系铁氧体表现出在超高频具有高磁导率、低损耗、高品质因素的良好性能。而在室温下，只有Y型和Co₂Z型以及W型六角晶系铁氧体具有平面六角晶系铁氧体的软磁特性。从已开发的天线元件的材料来看，仍不能满足微波天线、磁光器件等电气设备的器件设计需求。尖晶石铁氧体表现出高磁导率，但其截止频率相对较低，并不适用于0.3GHz以上的频率。Co₂Z型铁氧体材料的截止频率fr高于1GHz，并且具有很高的电阻率，在超高频电子元器件上具有很大应用潜力。近年来，通过改进配方以及生产工艺，Co₂Z型铁氧体材料的磁共振频率已提高至3GHz以上。

CN103319165A公开了一种Z型六角铁氧体材料及其制备方法，其分子式为Sr_3xBa_3(1-x)Co₂Gd_yFe_24-yO₄₁或者Sr_3xBa_3(1-x)Co₂S_myFe_24-yO₄₁，其中0.4x0.6， 0.05y0.1；其制备方法包括：将原料按一定重量比配制成混合粉料；将混合粉料进行湿式球磨，然后经过烘干、过筛、预烧；将预烧后的粉料进行二次湿式球磨，然后喷雾造粒，再压制成磁饼；将得到的磁饼进行烧结，得到Z型六角铁氧体。该文献采用了固相反应法，制得的Z型六角铁氧体杂相多，品质较低，影响其性能的发挥。

CN106587972A公开了一种Z型铁氧体片状粉体的制备方法，该方法包括：称取BaCO₃、Fe₂O₃以及熔盐在1150～1200℃条件下保温2～4h，得到M型铁氧体前驱体；将Fe₂O₃和BaCl₂·2H₂O混合，然后加入M型前驱体，在1200～1250℃条件下保温6～10h，得到(001)BaFe₁₂O₁₉片状粉体；将Y型前驱体粉体与 (001)BaFe₁₂O₁₉片状粉体按照摩尔比为1:1混合，加入熔盐后在1250～1300℃，保温6～10h，即可得到Co₂Z型铁氧体；该方法制备M型前驱体时需额外加入钡盐，且制备出的成品中无法完全除尽钡盐，杂质较多。

CN106498497A公开了一种制备高纯颗粒单晶化Co₂Z型铁氧体粉体的方法，该方法包括：以可溶性金属盐为起始原料通过优化复合沉淀剂用量及其加入方式，使得金属元素在前驱体粉体中均匀分布；进而，将前驱体与盐混合，在热处理过程中，以熔盐液相作为离子传输介质，加速热处理过程中金属离子扩散，促进目标产物形成，并通过液相生长，促使目标产物颗粒生长趋于晶体生长习性，呈现单晶化。该方法工艺流程较为复杂，且成分控制难度较大。

因此，如何得到一种适用于超高频的器件中的铁氧体材料，是亟待解决的技术问题。