[發明專利]一種微波鐵氧體材料及其制備與應用方法

有效

• 申請號: 202110416802.0
• 申請日: 2021-04-19
• 公開（公告）號: CN113004031B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 許方;胡建波;劉永剛;韓亞東;楊云帆
• 申請（專利權）人: 西南科技大學
• 主分類號: C04B35/26
• 分類號: C04B35/26;C04B35/622;C03C3/066
• 代理公司: 成都方圓聿聯專利代理事務所(普通合伙) 51241
• 代理人: 羅軍

本發明公開了一種微波鐵氧體材料及其制備與應用方法，屬于磁性材料的技術領域。其中，所述微波鐵氧體材料包括以下質量百分含量的原料組分：98.6～99.6％的Li_0.43Zn_0.27Ti_0.13Fe_2.17O₄、0.38～0.42％的Nb₂O₅及0.0～1.0％的LMZBS玻璃。本發明所得LiZnTi鐵氧體材料可在低溫(900～940℃)下燒結和制備，具有低燒結溫度、致密微結構、低鐵磁共振線寬和高飽和磁化強度，可用作優良的LTCC移相器材料。

技術領域

本發明涉及微波鐵氧體材料的技術領域，尤其涉及應用于LTCC器件的微波鐵氧體材料的技術領域。

背景技術

移相器作為一種為射頻信號提供可控相位差的微波網絡模塊，也是5G射頻單元中最重要的元器件之一。近年來，電子信息技術不斷向高頻化和小型化方向發展，元器件的集成化和模塊化顯得越來越迫切。基于低溫共燒陶瓷(LTCC)技術的鐵氧體生瓷料帶不僅可以作為陶瓷基板制作各種微波無源器件，而且其表面可以集成IC芯片以及放大器等有源器件，從而構成無源/有源集成模塊。其中，LTCC技術要求鐵氧體共燒溫度低于銀電極熔點(961℃)，但傳統方法制備的高性能微波鐵氧體的燒結溫度遠高于此溫度達到1100～1300℃。因此，降低微波鐵氧體的燒結溫度的同時保持優異的旋磁性能和微結構是急需解決的技術難題。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供了一種可在低溫燒結下，獲得高矩形比、高飽和磁化強度和低鐵磁共振線寬的微波鐵氧體，本發明進一步提供了該微波鐵氧體的制備方法和其在LTCC移相器中的應用。

本發明首先提供了如下的技術方案：

一種微波鐵氧體材料，其包括以下質量百分含量的原料組分：98.6～99.6％的主成分、0.38～0.42％的第一添加成分及0.0～1.0％的第二添加成分，其中所述主成分為化合物Li_0.43Zn_0.27Ti_0.13Fe_2.17O₄，所述第一添加成分為化合物Nb₂O₅，所述第二添加成分為LMZBS玻璃。

其中，所述LMZBS玻璃為Li₂CO₃-MgO-ZnO-B₂O₃-SiO₂玻璃。

根據本發明的一些優選實施方式，所述LMZBS玻璃由摩爾比為1:1:1:1:1的LMZBS原料組分Li₂CO₃、MgO、ZnO、B₂O₃和SiO₂制備得到。

根據本發明的一些優選實施方式，所述主成分由滿足其分子式化學計量比的主成分原料組分Li₂CO₃、ZnO、TiO₂和Fe₂O₃制備得到。

本發明進一步提供了上述微波鐵氧體材料的制備方法，其包括：

按配比將所述第一添加成分、所述第二添加成分的粉料及所述主成分混合，得到混合粉料；

將所述混合粉料在200～300轉/分鐘的球磨條件下進行球磨5.5～6.5小時至各組分混合均勻，其后烘干，得到球磨后混合粉料；

向所述球磨后混合粉料中加入粘合劑，壓制為胚體；

將所述胚體在900～940℃下燒結3.5～4.5小時，其后以1.5～2.5℃/分鐘的降溫速率降溫至590～610℃，再自然降溫至室溫，即得到所述微波鐵氧體材料。