[发明专利]一种窄线宽低损耗旋磁铁氧体材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种窄线宽低损耗旋磁铁氧体材料及其制备方法，所述材料是应用于微波无线通信的磁性材料。

背景技术

随着科技进步和需求发展，全球移动基站的设备市场规模在不断地扩大，4G商用网络在全球发展趋势迅猛。而4G网络中环行器和隔离器所应用到的旋磁铁氧体材料80%以上需要饱和磁化强度Ms为120kA/m~159.2kA/m(4πMs：1600 Gs ~2000 Gs)之间的窄线宽、低损耗旋磁铁氧体材料。

前期已经有一些微波用旋磁铁氧体材料及制备方法的专利文献，CN 102976729 A公开了一种窄线宽高介电常数石榴石微波铁氧体，其组成化学式为Y_{3-x ′-2x-z-p-q}Bi_x ′Ca_2x+z+p+qV_xGe_zIn_ySn_pTi_qMn_wAl_w ′Fe_{5-x-y-z-p-q-w-w ′-δ}O₁₂；其 中：0≤x≤1.5、0≤y≤0.70、0≤z≤1.3、0≤ x′≤1.20、0≤p≤0.70、0≤q≤0.70、0≤w≤1.30、0≤w′≤0.50、δ为缺铁量：0≤δ≤0.50，材料的旋磁共振线宽△H为0.8~1.5KA/m，装配到微波器件中的插入损耗小于0.2dB。 CN 1286127C中公开了一种石榴石铁氧体，其化学式为：Y_xGd_3-xAl_0.5Fe_4.5O₁₂和Y₃Fe_(5-5y)Al_5yO₁₂，材料的旋磁共振线宽△H_10GHz最小为2.3 KA/m，装配到微波器件中的插入损耗最低为0.275 dB。 CN 1600741A中公开了一种石榴石铁氧体，其化学式为：Y_3-xGd_xFe_t-2y-zCo_ySi_yAl_zO₁₂和Y_3-x-uGd_x Ca_uFe_t-2y-u-zCo_ySi_yAl_zO₁₂或Y_3-xGd_xFe_t-2y-v-zCo_ySi_yIn_vAl_zO₁₂，材料的旋磁共振线宽△H_10GHz最小为1.89 KA/m，没有提到器件的插入损耗。CN 1719658A中公开的石榴石铁氧体化学式为：（Y_wGd_xCa_q）（Fe_8-w-x-y-3zIn_yV_z）O₁₂，材料的旋磁共振线宽△H最小为2.15 KA/m，装配到微波器件中的插入损耗最低为0.37db。专利CN 101591168B中公开的石榴石铁氧体化学式为：Y_3-2xCa_2xV_xIn_yMn_zFe_5-x-y-zO₁₂或Y_3-xCa_xGe_xIn_yMn_zFe_5-x-y-zO₁₂，其中： 0.01 ≤ x ≤ 1.0 ，0.08 ≤ y ≤ 0.5 ，0.01 ≤ z ≤ 0.06，材料旋磁共振线宽△H最大为1.2KA/m，装配到器件的插入损耗为0.25dB。CN102531561B公开了一种用于微波铁氧体的钇铁柘榴石材料，由42-45％Y₂O₃，1-4％CaCO₃，1-4％ SnO₂，0.3-0.7％MnCO₃，50-54％ Fe₂O₃制成，所述 Y₂O₃的纯度为 99.95％，CaCO₃的纯度为 98％，SnO₂的纯度为 99.8％，MnCO₃的纯度为 98％，Fe₂O₃的纯度为 99.5％，将钇铁柘榴石材料用于 800-900MHz 频率范围内的环行器和隔离器，通过矢量网络测试仪进行测试，钇铁柘榴石材料的插损在 11％的带宽内为 0.15-0.17dB 之间，小于0.2dB。CN 102584200 B公开了一种超低损耗、小线宽微波铁氧体材料及其制备方法，材料主相为石榴石结构，化学式为：Y_3-2x-yCa_2x+yFe_5-x-y-zV_xZr_yAl_zO₁₂，其中：0.02≤x≤0.25，0.05≤y≤0.25，0.01≤z≤0.25，材料旋磁共振线宽△H≤1.27KA/m，装配到微波器件中的插入损耗≤0.21 dB。对于4G网络需求来讲，以上专利制备的微波旋磁铁氧体的方法不是组成成份复杂、原辅材料成本高，就是材料的线宽大、损耗高，限制了窄线宽旋磁铁氧体材料的批量生产制备。因此开发组成成份相对简单、工艺方法节能、性能优良的微波用旋磁铁氧体材料以满足4G网络发展的需求相当重要。