[发明专利]一种窄线宽高介电常数石榴石微波铁氧体

说明书

技术领域

本发明属于微波技术和磁性材料领域，具体涉及石榴石微波铁氧体材料技术。

背景技术

3G移动通信正式商业运营和4G的试点运行，为高性能微波铁氧体材料及通信用环行器/隔离器带来巨大的市场需求。3G，4G移动通信使用的频段更高、数据传输速率更快，相应对基站系统中大量使用的微波铁氧体环行器/隔离器的插入损耗、隔离度、温度稳定性、互调失真等性能提出了更高的要求。微波铁氧体材料是环行器/隔离器的核心，3G,4G基站用环行器、隔离器对微波铁氧体材料要求为：1）饱和磁化强度(4πM_s)满足使用要求；2）铁磁共振线宽(ΔH)窄；3）居里温度(T_c)高；4）介电损耗(tanδ_ε)低；5）介电常数(ε′)较高等。

关于微波铁氧体材料及制造方法的专利文献已有一些，如目前已公开的CN1286127C中所述的石榴石铁氧体化学式为：Y_xGd_3-xAl_0.5Fe_4.5O₁₂和Y₃Fe_(5-5y)Al_5yO₁₂；CN 1600741A中所述的石榴石材料的化学式为：Y_3-xGd_xFe_t-2y-zCo_ySi_yAl_zO₁₂、Y_3-x-uGd_xCa_uCo_ySi_yAl_zFe_t-2y-u-z O₁₂和Y_3-xGd_xFe_t-2y-v-zCo_ySi_yIn_vAl_zO₁₂；CN 1719658.A中所述的的石榴石材料化学式为：(Y_wGd_xCa_q)(Fe_8-w-x-y-3z In_yV_z)O₁₂。以上专利所述的石榴石铁氧体大都属于钇钆系列石榴石(YGdIG)。对于当前市场需求来讲，以上专利所述的微波铁氧体的铁磁共振线宽、介电常数和居里温度特性等尚存在不足。

目前，微波铁氧体窄线宽石榴石材料通常采用钇钙钒系列石榴石(YCaVIG)。在YCaVIG中，为了获得窄ΔH，通常采用In³⁺,Sn⁴⁺等离子代换八面体位Fe³⁺的方法来减少材料磁晶各向异性常数和线宽的各向异性致宽，然而同时会带来居里温度的明显下降。为了获得所需要的磁矩，需要采用V⁵⁺,Ge⁴⁺,Al³⁺等非磁性离子取代四面体位的Fe³⁺降低M_s，其副作用会使居里温度下降。其中，V⁵⁺离子所带来的居里温度下降比其它离子要少得多，所以多采用钇钙钒石榴石。我们发现，如果只是使用上述代换离子的话，很难使产品性能满足基站用环行器、隔离器对低损耗、低三阶互调失真、宽工作温度范围的要求。从材料性能上看国内产品与美国Trans-Tech公司产品相比，主要是介电常数ε′低了～8%。超出了用户所要求的ε′±5%的范围。

发明内容

本发明主要是针对现有窄线宽钇钙钒石榴石材料中，存在着介电常数偏低、居里温度偏低的问题，提供一种高介电常数和居里温度的石榴石微波铁氧体。