[发明专利]LTCC移相器用LiZnTi铁氧体材料及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及LTCC技术应用的旋磁铁氧体材料和玻璃陶瓷制备技术领域，特别涉及一种低温烧结同时具有低矫顽力、低铁磁共振线宽和高饱和磁感应强度的旋磁铁氧体材料及其制备方法。

背景技术

移相器作为关键元件广泛应用于相控阵阵列天线系统及相位调制通信系统中。近年来，电子信息技术不断向高频化和数字化方向发展，元器件包括移相器实现小型化，集成化以至模块化显得越来越迫切。利用LTCC(低温共烧陶瓷)技术实现移相器小型化越来越引起研究者的广泛兴趣。其中，LTCC的共烧温度一般在800℃～950℃之间。然而，作为移相器主要应用材料，传统方法制备LiZnTi铁氧体的烧结温度高于LTCC技术中与银电极共烧的最高温度(961℃)。因此，降低LiZnTi铁氧体材料的烧结温度同时保持优异的旋磁性能是亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，在满足950℃以下低温烧结的情况下，提供一种具有低矫顽力、低铁磁共振线宽和高饱和磁化强度特性的LiZnTi铁氧体材料，用于LTCC移相器。同时，本发明还提供该LiZnTi铁氧体材料的制备方法。

本发明的技术方案是：LTCC移相器用LiZnTi铁氧体材料，由主料和玻璃相助烧剂构成，其中主料重量百分比为99.3～99.85％、玻璃相助烧剂重量百分比为0.15～0.7％，其特征在于，所述主料以Li₂CO₃、ZnO、TiO₂和Fe₂O₃为原料，按照分子式Li_0.43Zn_0.27Ti_0.13Fe_2.17O₄配制；所述玻璃相助烧剂以Li₂O，B₂O₃，SiO₂，CaO和Al₂O₃为原料，按比例52.45mol％Li₂O，31.06mol％B₂O₃，11.99mol％SiO₂，2mol％CaO和2.5mol％Al₂O₃配制。

优选的，所述主料中原料Li₂CO₃、ZnO、TiO₂和Fe₂O₃摩尔比为43:54:26:217；所述玻璃相助烧剂配料后经12h球磨，加热至1150℃保温1h，降温至1000℃快速淬火制成。

上述LTCC移相器用LiZnTi铁氧体材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1.以Li₂CO₃、ZnO、TiO₂和Fe₂O₃为原料，按照分子式Li_0.43Zn_0.27Ti_0.13Fe_2.17O₄配制得主粉体；

步骤2.将步骤1配制得主粉体混合均匀，按照主粉体与去离子水的重量比为1:1.5向主粉体中加入去离子水，采用湿磨法混合4～5h，取出后在100～120℃下烘干、过80目筛，过筛后的主粉料以2℃/min的升温速率由室温升温至780～800℃保温2h，即制备得主料；

步骤3.以Li₂O，B₂O₃，SiO₂，CaO和Al₂O₃为原料，按比例52.45mol％Li₂O，31.06mol％B₂O₃，11.99mol％SiO₂，2mol％CaO和2.5mol％Al₂O₃配料，用湿磨法球磨12h，取出后在100～120℃下烘干、过80目筛，过筛后的粉料放入坩埚以2℃/min的升温速率由室温升温至1150℃保温1h，降温至1000℃取出倒入去离子水中快速淬火，烘干后磨成微米级颗粒，即制备得LBSCA玻璃相助烧剂；