[發(fā)明專利]高剩磁比的U型六角鐵氧體材料及制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110320056.5
• 申請(qǐng)日: 2021-03-25
• 公開（公告）號(hào): CN113072369B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣曉娜;焦斌;鄔傳健;余忠;孫科;蘭中文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C04B35/26
• 分類號(hào): C04B35/26;C04B35/622;H01F1/03
• 代理公司: 電子科技大學(xué)專利中心 51203
• 代理人: 吳姍霖

一種高剩磁比的U型六角鐵氧體材料及其制備方法，屬于鐵氧體材料制備技術(shù)領(lǐng)域。包括主料和摻雜劑，主料：19.2～20.7wt％BaCO₃、0.2～1.3wt％La₂O₃、75.4～75.6wt％Fe₂O₃、3.9wt％NiO；摻雜劑：2～3wt％Bi₂O₃、1.5～2.5wt％CuO。本發(fā)明提供的高剩磁比的U型六角鐵氧體材料的制備方法，采用離子取代、淬火和二次球磨高球料比、濕法磁場(chǎng)成型等，獲得了高剩磁比、低鐵磁共振線寬的U型六角鐵氧體材料，可滿足Ku波段鐵氧體自偏置環(huán)行器的性能要求。同時(shí)，方法簡(jiǎn)單，成本低，周期短，適用于大型工業(yè)生產(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鐵氧體材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高剩磁比的U型六角鐵氧體材料及其制備方法。

背景技術(shù)

近年來，隨著微波技術(shù)的快速發(fā)展，環(huán)行器正朝著小型化、集成化等方向發(fā)展。傳統(tǒng)的環(huán)行器需要外加磁鋼提供偏置磁場(chǎng)，這不利于環(huán)行器的小型化和輕量化，尤其是在Ku頻段以上應(yīng)用而言。具有c軸取向的六角鐵氧體因有高磁晶各向異性場(chǎng)(H_a)，可以在其內(nèi)部形成“自建內(nèi)場(chǎng)”，使環(huán)行器可以去除外加磁鋼，減小尺寸和質(zhì)量。

目前，自偏置環(huán)行器的鐵氧體材料大多為具有c軸取向的M型鋇或鍶六角鐵氧體，M型鐵氧體的晶體結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，易獲得純相，磁晶各向異性強(qiáng)，易獲得高矯頑力(H_c)和保持高剩磁(M_r)，磁晶各向異性場(chǎng)(H_a)強(qiáng)，使得其鐵磁共振頻率高，有利于工作在高頻段，尤其適用于Ka波段以上。但M型鐵氧體磁晶各向異性較強(qiáng)，不利于獲得低鐵磁共振線寬。而具有c軸取向的U型六角鐵氧體具有較低的磁晶各向異性常數(shù)(K₁)和磁晶各向異性場(chǎng)(H_a)，有利于獲得較低的鐵磁共振線寬，較適合應(yīng)用于Ku波段及以下頻段的自偏置鐵氧體環(huán)行器。但U型的磁晶各向異性相對(duì)較弱，難獲得高剩磁。目前，由國(guó)內(nèi)外研究文獻(xiàn)可知，U型六角鐵氧體塊材的剩磁比(M_r/M_s)還相對(duì)較低，一般不高于0.87。因此，提高U型六角鐵氧體塊材的剩磁比對(duì)提高該材料的剩磁非常關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，針對(duì)背景技術(shù)存在的缺陷，提出了一種高剩磁比的U型六角鐵氧體材料及制備方法，該材料可應(yīng)用于Ku波段鐵氧體自偏置環(huán)行器。本發(fā)明通過優(yōu)化的主配方(主配方中進(jìn)行La³⁺、Ni²⁺離子取代)和摻雜劑(摻雜劑中選擇適宜量的Bi₂O₃和CuO)控制材料的成分，通過優(yōu)化的淬火工藝和二次球磨工藝調(diào)控材料的粉體粒度在0.7～1微米，結(jié)合濕法磁場(chǎng)成型工藝制備生坯，再結(jié)合優(yōu)化的燒結(jié)工藝，最終制備的U型六角鐵氧體材料，其剩磁比達(dá)到0.89以上，且鐵磁共振線寬較低，可低于300Oe。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種高剩磁比的U型六角鐵氧體材料，其特征在于，包括主料和摻雜劑，所述主料包括：19.2～20.7wt％BaCO₃、0.2～1.3wt％La₂O₃、75.4～75.6wt％Fe₂O₃、3.9wt％NiO；

所述摻雜劑以主料的質(zhì)量為參照基準(zhǔn)，按重量百分比，以氧化物計(jì)算，摻雜劑包括：2～3wt％Bi₂O₃、1.5～2.5wt％CuO。

一種高剩磁比的U型六角鐵氧體材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、預(yù)燒料制備