[发明专利]微波LiZnTiMn旋磁铁氧体材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高致密性微波LiZnTiMn旋磁铁氧体材料及其制备方法，属于冶金领域。本发明的LiZnTiMn旋磁铁氧体材料中还含有Bi₂O₃‑M_XO，X为1或2，M为过渡金属。本发明的铁氧体材料性能更加优异，磁性好，同时致密性大大提高。采用本发明的方法的旋磁铁氧体材料的旋磁性能好，同时致密性大大提高，且不会带来不良影响。

技术领域

本发明涉及一种高致密性微波LiZnTiMn旋磁铁氧体材料及其制备方法，属于冶金领域。

背景技术

随着电子信息技术的快速发展，微波器件已经被广泛应用于雷达系统、人工智能、卫星通信等先进技术中。各国家在微波器件领域的研究中投入了大量的财力物力，目前，其研究热点主要在以下三个方面：小型化移相器和开关；移动通讯基地台用环行器和隔离器；微波器件的小型化平面化。由于LiZnTiMn旋磁铁氧体具有低矫顽力，高的饱和磁感应强度，高剩余磁感应强度，这种材料在微波器件的制备与研发中得到了广泛的重视。传统高温烧结(～1200℃)方法制备的LiZnTiMn铁氧体材料，将其应用于微波移相器的制备中可制得性能优良的微波器件。然而，要实现微波移相器的小型化及批量化，就要求LiZnTiMn铁氧体能够与LTCF技术兼容，即在金属引线熔点温度以下(以银为例，小于960℃)实现LiZnTiMn旋磁铁氧体的烧结与制备。

然而在低温烧结过程中，存在各项磁性能、机械性能、热学性能等不能同时兼顾的问题，尤其是材料的致密度在LTCF技术中一直是一个难题。通常载流子迁移率随着致密度的增加而升高，由于样品中空洞的散射作用，致使电阻率ρ随着致密度的降低而升高，还会造成热导率κ的下降，塞贝克系数α等参数的恶化。当前研究铁氧体低温烧结的方法主要集中在两个方面，一是通过改进制备工艺，二是采用不同的掺杂方案来降低材料烧结温度。在保证低温烧结的同时，也要兼顾材料的致密性，只有材料的致密性高，才能使其气孔率，微观结构均匀性，旋磁性能获得一个良好的参数。

CN2016100988710一种实现低温烧结制备微波LiZnTiMn铁氧体材料的方法，通过在LiZnTiMn主粉体预烧之后加入氧化物Bi₂O₃添加剂实现LTCF工艺。通过Bi₂O₃在烧结反应时形成液相浸润铁氧体固相表面，对固相表面具有较好的润滑作用，减小晶粒表面的摩擦力，加速物质迁移，以此达到低温烧结的目的。但是Bi₂O₃作为非磁性物质，过多的引入会弱化LiZnTiMn铁氧体的磁性，也会导致晶粒吞并生长，微观结构的均匀性被破坏，不能保证材料在高水准的磁性能下进行低温烧结。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种新的高致密性微波LiZnTiMn旋磁铁氧体材料。

为达到本发明的第一个目的，所述LiZnTiMn旋磁铁氧体材料中还含有Bi₂O₃-M_XO，X为1或2，M为过渡金属；

优选M为Ni，Co，Cu，X为1。

在一种具体实施方式中，所述LiZnTiMn旋磁铁氧体材料中Li_0.35-0.42Zn_0.27-0.3Ti_0.1-0.11Mn_0.05-0.1Fe_2.05-2.1O₄占99.4～99.8wt％，Bi₂O₃-M_XO占0.6～0.2wt％；