[发明专利]微波复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料领域，具体地说，本发明涉及到一种纳米磁体与有机材料的微波复合材料及其制备方法，所述微波复合材料除了用于微波器件，还可以用于微磁器件(比如薄膜电感器)以及巨磁阻器件等领域。

背景技术

微波技术通信的飞速发展促使微波器件向超小型化、平面化的方向发展。传统的微波传输线，如同轴线、波导、微带线由于太笨重或难以加工，不适应高频器件发展的需要。因此，寻求适合器件小型化的新型材料是材料研究的当务之急。

电磁波通过相对介电常数为ε_r、相对磁导率为μ_r的介质后，波长会缩短为原波长的所以使用高相对介电常数ε_r或高相对磁导率μ_r的材料，可以减小微波器件尺寸，有利于器件的小型化。

铁磁材料具有高相对磁导率μ_r，而且在相互垂直的稳恒磁场和微波磁场的共同作用下具有旋磁特性，即微波交变磁场中不仅产生与微波交变磁场同方向的磁感应强度，还会在与其垂直的方向上产生磁感应强度，因此磁导率为一个张量，对左、右旋电磁波所呈现的磁导率是不同的。正是由于铁磁材料具有一系列的非互易效应，所以该材料具有其他微波材料所不能取代的地位。但是金属铁磁材料的电阻率小，产生的涡流损耗大，因此在实际应用中常用的是电阻率高的铁氧体材料。最常用的铁氧体微波元件有微波移相器、环形器及隔离器等。不过，铁氧体的饱和磁化强度低限制了微波器件的频带宽度。而且传统的微波集成电路中使用铁氧体器件常用嵌入或插入的方式，做成混合集成电路，这种工艺不容易做到器件小型化。当前已知的改进方法就是直接在基片上生长磁性薄膜，做成一体化的单片集成电路。

另外，专利号为CN02113282.8的专利中公开了一种陶瓷基-高分子微波复合材料，该微波复合材料将陶瓷粉末、有机磁性材料或无机磁性材料与粒状、棒状、粉状的热塑性树脂材料用常规的方法混合后，用热压、注塑、挤塑的方式制备成微波器件。该发明得到的复合材料以陶瓷材料为基体，介电常数大，相对磁导率低，而且得到的材料为块材，无法实现一体化的单片集成电路，限制了其应用。

发明内容

因此，本发明的任务是克服现有技术的不足，提供一种具有高饱和磁化强度和高电阻率，柔韧性好且易于制备的复合材料以及所述复合材料的制备方法。

为实现上述发明目的，本发明提供的微波复合材料，其特征在于，由铁磁材料的纳米磁体和有机材料复合而成，所述纳米磁体分布在所述有机材料中，所述铁磁材料的纳米磁体的尺寸大于所述铁磁材料的室温超顺磁临界尺寸，所述有机材料的电阻率大于1Ωcm。

上述技术方案中，所述铁磁材料与有机材料的质量比为1∶8～20∶1。

上述技术方案中，所述微波复合材料是制作在基片上的复合膜，所述复合膜与基片之间具有用于避免复合膜或基片开裂的缓冲层。

上述技术方案中，所述有机材料是：八羟基喹啉铝、脂肪酸、氨基噻吩、聚六氟乙烯、聚脲、聚苯胺、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚乙烯、环氧树脂、聚丙烯、聚氨酯树脂或者上述有机物的混合物。

上述技术方案中，所述有机材料是：卟啉类化合物、喹啉类化合物、吡咯类化合物、酞菁类化合物、噻吩类化合物、聚乙炔、聚丙烯酸、硫醇、聚碳酸酯、脂肪醇、脂肪酰胺、脂肪烷基腈、卤代脂肪酸、异氰酸酯类化合物、聚合噻吩、简单取代芳香化合物、含苯环的聚合物、含萘环的聚合物、含芴环的聚合物、磷脂类化合物、肽、蛋白质、DNA或者上述有机物的混合物。

上述技术方案中，所述铁磁材料是：Co、Fe、Ni、Co_1-xFe_x、Ni_1-xFe_x、Co_1-xPt_x、Co_1-xCr_x、Ni_1-xCo_x、Co_1-x-yFe_xNi_y、Fe-Pt、Sm-Co、Nd-Fe-B、Fe-Pd、Co-Pd、Co-Fe-B或Fe-Co-Ni-B；其中0＜x＜1，0＜y＜1，且0＜x+y＜1。