[发明专利]钇铁石榴石铁氧体材料制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子材料领域，特别涉及微波铁氧体材料的制备技术。

背景技术

微波加热是一种整体加热物质的加热方式，具有高效、节能、无污染等特点，现在越来越受到大家的重视。微波烧结技术虽然还有很多不成熟、不完善的地方，但是，它具有常规技术无法比拟的优点：首先，作为一种省时、节能、节省劳动、无污染的技术，微波烧结能满足当今节约能源、保护环境的要求；其次，它所具有的活化烧结的特点有利于获得优良的显微组织，从而提高材料性能；再次，微波与材料耦合的特点，决定了用微波可进行选择性加热，从而能制得具有特殊组织的结构材料，如梯度功能材料。这些优势使得微波烧结在高技术陶瓷及金属陶瓷复合材料制备领域具有广阔的前景。

现有技术中，钇铁石榴石旋磁铁氧体材料的制备目前主要还是常规的电阻炉烧结方法，即固相反应烧结方法，其工艺主要有：配料-球磨-烘干-预烧-球磨-烘干-造粒-成型-烧结，此方法耗时，耗能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种新的钇铁石榴石铁氧体材料制备方法，所制备的钇铁石榴石旋磁铁氧体材料能够提供比现有技术制备的钇铁石榴石旋磁铁氧体材料具有更好的性能参数。

本发明解决所述技术问题采用的技术方案是，钇铁石榴石铁氧体材料制备方法，包括以下步骤：

1)依据钇铁石榴石的化学式Y₃Fe₅O₁₂计算出所需要的原料Fe₂O₃和Y₂O₃的比例；

2)根据步骤1)计算的比例，将Fe₂O₃和Y₂O₃混合，球磨；

3)烘干，粉碎；

4)对烘干、粉碎后的粉料进行微波烧结，

5)造粒；

6)压制成型。

所述步骤2)中，采用钢球球磨，并采取一定量的缺铁配方。

所述步骤5)中，将球磨后的铁氧体材料烘干过筛，再加入10％的粘合剂进行造粒，然后压制。

所述原料为纯度为99.99％的分析纯Fe₂O₃和纯度为99.99％的分析纯Y₂O₃。

所述步骤1)中，以重量单位计，Y₂O₃为45.8996单位；采用缺铁3％的配方，Fe₂O₃为51.1004单位。

与常规方法烧结的钇铁石榴石铁氧体材料相比，本发明具有以下优点：

(1)结构致密：常规烧结的粉体的大部分晶粒尺寸在3.0-5.0μm左右，而微波烧结的粉体晶粒尺寸在0.5-1.5μm之间。在用微波烧结其他原料的时候结果也会发现经过微波烧结的粉体的晶粒要比常规烧结后的粉体晶粒小得多。所以，微波烧结过程中优先改善材料的致密化过程，但没有促使晶粒生长。

(2)磁性能优异：经微波烧结后的样品的饱和磁化强度Mc为14.49emu/g，矫顽力Hc的值为31.94Oe。

(3)介电常数大，介电损耗小：这是因为微波烧结的处理技术改善了材料的微观结构并能获得更好的细晶粒显微，微波烧结样品气孔比较少，导致了由气孔导致的低介电常数相的减少，同时密度也增加了，导致了微波烧结样品的介电系数大于常规烧结样品，其介电损耗小于常规烧结样品。

(4)磁电损耗小。

以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

图2为微波烧结炉内部示意图。其中，红外测温孔1，带盖子的石英坩锅2，待烧材料3，碳化硅粉4，刚玉坩锅5，微波炉外腔6，耐火砖7。

图3为微波烧结曲线。

图4为微波烧结粉体的XRD图。

图5为微波烧结粉体的SEM照片(900℃，20min)。

图6为常规烧结和微波烧结材料的B-H磁滞曲线(样品重量1克)，其中，“A”为常规烧结样品，“B”为微波烧结样品。

图7为常规烧结和微波烧结样品的介电损耗曲线，其中，“A”为常规烧结样品，“B”为微波烧结样品。

图8为常规烧结和微波烧结样品的磁电损耗曲线，其中，“A”为常规烧结样品，“B”为微波烧结样品。

具体实施方式