[發明專利]一種鎂鐵氧體基磁介材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201710004455.4
• 申請日: 2017-01-04
• 公開（公告）號: CN106587976B
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發明（設計）人: 李強;李頡;包生祥;甘功雯;李元勛;張懷武
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: C04B35/26
• 分類號: C04B35/26;C04B35/622;C04B35/64;H01Q1/38
• 代理公司: 51203 電子科技大學專利中心
• 代理人: 吳姍霖

一種鎂鐵氧體基磁介材料及其制備方法，屬于電子材料領域。該鎂鐵氧體基磁介材料由主相材料和輔助相材料按質量百分數比為100：(2～20)復合而成，所述主相材料為Mg_1?xCd_xFe₂O₄尖晶石鐵氧體，x的取值范圍為0.1～0.3，所述輔助相材料為Bi₂O₃；主相材料和輔助相材料球磨混合后，烘干、過篩，經造粒，壓制成型后，在880～960℃下燒結1～6h得到。本發明磁介材料實現了低溫燒結和磁介近似相等，在0.1MHz～10MHz的頻率范圍內具有等磁介性和低損耗性；該磁介材料作為天線基板材料時，可很好地實現天線的小型化，且有利于提高微帶天線的輻射效率和帶寬，為小尺寸無線通信設備的設計提供了新的方案。

技術領域

本發明屬于電子材料領域，具體涉及一種鎂鐵氧體基磁介材料及其制備方法。

背景技術

隨著通信設備的小型化、集成化的不斷發展，如何實現天線的小型化成為了研究工作者的研究重點。根據天線結構尺寸的計算公式，天線的結構尺寸正比于波在介質中的波長，因此，采用傳統的介電材料基板加工較低頻率天線時，由于基板的介電常數較低，導致天線的尺寸較大，不能滿足在小型通信設備中的應用。

為了減小較低頻段微帶天線的尺寸、質量和體積，根據天線的諧振頻率可知，提高天線介質基板的有效磁導率μ_eff可有效降低天線基板的尺寸，并且還不易激起表面波，有利于天線能量的輻射。同時，如果能使基板材料的有效磁導率和有效介電常數相等，則天線介質基板的特性阻抗即與真空的特性阻抗相等，因此，采用等磁介材料制備天線基板，可以有效減小天線輻射的能量反射，提高天線的輻射效率。此外，基板介電常數的大小決定了天線帶寬，介電常數越小，天線的帶寬越寬，這樣，在天線的物理尺寸相同的情況下，等磁介材料的介電常數要小于純介電材料的介電常數，使得采用等磁介材料的天線具有更寬的帶寬。此外，為了進一步提高天線的增益，需要盡可能降低基板材料的磁損耗和介電損耗，而基板材料的磁導率和介電常數的截止頻率都要高于天線的應用頻率，因此，低損耗磁介材料一直是天線領域研究的熱點之一。電子科技大學蘇樺、唐曉莉等于2009年申請的中國發明專利“一種低頻微帶天線基板材料及其制備方法(申請號 200910058209.3)”，提出了一種尖晶石鐵氧體與鈦酸鍶鉍陶瓷復合的等磁介材料，但是該磁介材料的磁導率和介電常數均較高，限制了天線的尺寸。唐曉莉、蘇樺等于2012年申請的中國發明專利“一種微帶天線復合基板(申請號201110235563.5)”，提出了一種Co₂Z鋇鍶鐵氧體材料與聚丙烯樹脂材料復合而成的等磁介材料，但是該磁介材料中采用的聚丙烯樹脂有機物在實際應用中受溫度影響很大，嚴重影響了天線的性能。

發明內容

本發明針對背景技術存在的缺陷，提出了一種鎂鐵氧體基磁介材料及其制備方法。本發明磁介材料為Bi₂O₃調控的Mg_1-xCd_xFe₂O₄尖晶石鐵氧體材料，實現了低溫燒結和磁介近似相等，同時在0.1MHz～10MHz的頻率范圍內具有等磁介性和低損耗性(其磁導率和介電常數均在10～45左右，且頻段內比磁損耗系數和比介電損耗系數都低于0.01)；該磁介材料作為天線基板材料時，可以很好地實現天線的小型化，且有利于提高微帶天線的輻射效率和帶寬，為小尺寸無線通信設備的設計提供了新的方案。

本發明的技術方案如下：