[發明專利]一種可用于鐵氧體器件的微波鐵氧體材料及制備方法

在審

• 申請號: 202011185739.6
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112456993A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 趙鑫;彭清華;李心怡;萇群峰;相東;張軍傲;張楚賢;鄭國龍
• 申請（專利權）人: 中國航天時代電子有限公司
• 主分類號: C04B35/26
• 分類號: C04B35/26;C04B35/622;C04B35/626;C04B35/64;H01F1/03;H01F41/02;H01P1/11;H01P1/19;H01P1/38;H01P1/36
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 馬全亮

本發明公開了一種可用于鐵氧體器件的微波鐵氧體材料及制備方法。該鐵氧體屬于鋰鐵氧體材料，化學成分為Li_xZn_yMn_zBi_uNi_v(Dy,Tb)_wFe_2.26±γO_4±δ，其中：x＝0.35?0.37，y＝0.27?0.29，z＝0.045?0.055，u＝0.004?0.006，v＝0?0.03，w＝0?0.03，γ＝0?0.0113，δ＝0?0.02。本發明提出了通過工藝調節飽和磁化強度的方法，可以將制的的微波鐵氧體材料的飽和磁化強度控制在4300?5100Gs范圍內。本發明制備的微波鐵氧體材料具有高剩磁比(Ms/Mr≥0.9)，低矯頑力(Hc≤2Oe)，低損耗(損耗角正切tanδ≤1×10^?3)等特點。

技術領域

本發明涉及一種可用于鐵氧體器件的微波鐵氧體材料及制備方法，屬于電子元器件核心材料技術領域。

背景技術

微波鐵氧體器件在微波技術中占有重要地位，在航空航天、衛星通信、電子對抗、移動通信及醫療等領域中有著廣泛的應用。作為微波鐵氧體器件的核心，微波鐵氧體材料應用于環行器/隔離器、移相器、鐵氧體開關等器件，在微波系統中實現著對微波傳輸的隔離、通路選擇、移相、極化狀態控制、開關、調制、倍頻、放大等方面的功能。

微波鐵氧體是具有亞鐵磁性的金屬氧化物。當電磁波/場通過微波鐵氧體時，由于受到鐵磁共振引起的張量磁導率的影響，電磁波/場的場結構產生變化，在輸入端口的主模在中心兩側分別是左旋圓極化波和右旋圓極化波。當鐵氧體器件工作時，電磁波會受到張量磁導率的影響而發生偏轉。利用微波鐵氧體材料的旋磁效應可以制造微波鐵氧體器件，如：環行器/隔離器、鐵氧體開關、鐵氧體移相器等。

根據經驗公式：(γ×Ms)/f＝p，其中p值取0.6-0.7，γ表示旋磁比，微波鐵氧體材料的飽和磁化強度決定了微波鐵氧體器件的應用頻段。高頻段是通信器件重要的發展趨勢，因此研究制造高飽和磁化強度的微波鐵氧體材料具有重要的現實意義。同時，在材料化學成分配比固定的情況下，通過調節工藝參數來改變飽和磁化強度也為具有重要的實際操作意義。

微波鐵氧體材料根據剩磁比(Mr/Ms)的不同可以進一步分為微波旋磁材料和微波矩磁材料，其中微波矩磁材料的剩磁比≥0.85。微波鐵氧體材料的剩磁比決定了其應用范圍，一般而言，微波旋磁材料應用于環行器/隔離器，微波矩磁鐵氧體應用于鐵氧體開關。

微波矩磁鐵氧體材料的矯頑力決定其切換速度，矯頑力越小，切換越靈敏。微波矩磁鐵氧體材料的損耗角正切(介電常數虛部)決定了微波鐵氧體器件的損耗，損耗角正切越小，損耗越小。因此，制備低矯頑力、低損耗角正切的微波矩磁鐵氧體材料具有重要意義。

發明內容

本發明的技術解決問題是：克服現有技術的不足，提供了一種可用于鐵氧體器件的微波鐵氧體材料及制備方法，該材料具有本發明制的微波鐵氧體材料具有高剩磁比(Ms/Mr≥0.9)，低矯頑力(Hc≤2Oe)，低損耗(損耗角正切tanδ≤1×10^-3)等特點。

本發明的技術解決方案是：

一種可用于鐵氧體器件的微波鐵氧體材料，所述微波鐵氧體材料化學成分為：

Li_xZn_yMn_zBi_uNi_vDy_wFe_2.26±γO_4±δ或者

Li_xZn_yMn_zBi_uNi_vTb_wFe_2.26±γO_4±δ，