[發明專利]一種摻雜TmIG鐵氧體晶體材料、其制備方法及應用

在審

• 申請號: 202010545438.3
• 申請日: 2020-06-16
• 公開（公告）號: CN111559758A
• 公開（公告）日: 2020-08-21
• 發明（設計）人: 吳少凡;李艷;王帥華;徐劉偉
• 申請（專利權）人: 中國科學院福建物質結構研究所
• 主分類號: C01G49/00
• 分類號: C01G49/00;B82Y30/00
• 代理公司: 北京元周律知識產權代理有限公司 11540
• 代理人: 張瑩;周游

本發明提供一種摻雜TmIG鐵氧體晶體材料，化學式為Tm_3?xCe_xFe_5?yCr_yO₁₂；其中，0≤x≤0.12，0≤y≤0.3；Ce³⁺取代晶體材料中Tm³⁺的格位，Cr³⁺取代晶體材料中Fe³⁺的格位。并公開了該晶體材料的制備方法。該制備方法工藝簡單，生產周期短，反應過程易于控制，產品的綜合磁性能良好，飽和磁化強度相對較高，適合工廠化大批量生產。

技術領域

本發明屬于微波鐵氧體晶體材料制備技術領域，尤其涉及一種摻雜TmIG鐵氧體晶體材料及其制備方法。

背景技術

鐵氧體微波器件(如電調諧濾波器、限幅器、移相器、環行器等)具有承載功率高、損耗低等優點，長期以來在相控陣雷達、電子對抗以及高能物理粒子加速器、移動通信、人造衛星、電視等軍用和民用方面發揮著重要作用。隨著鐵氧體微波器件向高頻化、輕型化等方向發展,對應用于其中的鐵氧體提出了更多新要求如飽和磁化強度符合特定要求、溫度穩定性高等以獲得更好的通信質量和更低廉的生產成本。

石榴石型鐵氧體是鐵氧體結構的一種，其具有優越的介電特性、較窄的共振線寬、較大的法拉第旋轉角、較小的光吸收。較小的磁損耗和優良的適應能力使其被應用于國防、衛星通訊等多個領域，成為現今物理材料研究中一類重要的亞鐵磁性材料。

因此開發成分簡單、成本低廉、性能優良的TmIG鐵氧體材料對于滿足當前市場的需求具有廣闊前景。

發明內容

作為本申請的一個方面，提供一種摻雜TmIG鐵氧體晶體材料，其特征在于，化學式為Tm_3-xCe_xFe_5-yCr_yO₁₂

其中，0≤x≤0.12，0≤y≤0.3；

Ce³⁺取代晶體材料中Tm³⁺的格位，Cr³⁺取代晶體材料中Fe³⁺的格位。

可選地，所述x的上限選自0.02、0.04、0.06、0.08、0.1或0.12；下限選自0、0.02、0.04、0.06、0.08或0.1。

可選地，所述y的上限選自0.05、0.1、0.15、0.2、0.25或0.3；下限選自0、0.05、0.1、0.15、0.2或0.25。

可選地，所述摻雜TmIG鐵氧體晶體材料的平均粒徑為40～60nm。

可選地，所述摻雜TmIG鐵氧體晶體材料的飽和磁化強度為16～19emu/g。

可選地，所述摻雜TmIG鐵氧體晶體材料的平均粒徑為40～50nm。

可選地，所述摻雜TmIG鐵氧體晶體材料的飽和磁化強度為17～19emu/g。

根據本申請的另一方面，提供一種上述摻雜TmIG鐵氧體晶體材料的制備方法，其特征在于，至少包括以下步驟：

獲取含有Tm源、Ce源、Fe源和Cr源的混合液，加入檸檬酸，調節pH為1～3，反應，得到溶膠，經干燥，研磨，燒結得到所述摻雜TmIG鐵氧體材料。

可選地，使用氨水調節pH為2。

可選地，所述Tm源選自Tm(NO₃)₃、Tm₂O₃中的至少一種；

可選地，所述Fe源選自Fe(NO₃)₃、Fe₂O₃中的至少一種；