[发明专利]铁氧体材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种铁氧体材料及其制备方法和应用，涉及材料技术领域。本发明提供的铁氧体材料，主要由特定配比的三氧化二铁、氧化镍、三氧化二铋、氧化锌、二氧化锰、氧化铜、二氧化铈和三氧化二铟制备得到，其中，氧化铜和二氧化铈作为烧结助剂，降低了体系的烧结温度，使得晶粒尺寸分布均匀，在1280℃～1320℃的烧结温度下即可完成烧结致密化；将Bi元素与In元素掺杂进入镍铁氧体晶格中引起晶格畸变，提高镍铁氧体的饱和磁化强度和其抗弯强度。该铁氧体材料在‑55～85℃的温度范围内的饱和磁感应强度稳定，具有较好的温度稳定性，抗弯强度高，改善了铁氧体在使用过程中因压应力或热应力产生的开裂现象，能够用于微波器件中。

技术领域

本发明涉及材料技术领域，尤其是涉及一种铁氧体材料及其制备方法和应用。

背景技术

目前，随着5G技术的迅速发展，对于电子器件的小型化、轻量化以及多功能化的要求越来越高。在物联网、卫星通信、可穿戴设备、电子医疗设备等领域，对于微波器件的性能和可靠性提出了更高的要求，具有低介电损耗和低磁损耗的铁氧体在使用过程中有利于降低微波器件在工作中的损耗，但随着5G技术的发展，频率的提升使得器件在使用过程中的发热量也越来越高，对器件的可靠性要求也越来越高，铁氧体在使用的过程中在外力作用下以及热应力作用下易发生开裂的现象，从而导致器件整体失效。

铁氧体是目前5G环形器的关键组成部分，铁氧体的性能直接决定着环形器能否达到使用要求，目前所采用的铁氧体的介电常数普遍在17以下，为了满足器件小型化的要求，需要在保证铁氧体低损耗率的前提下提高其介电常数，从而减小器件尺寸，因此亟需开发出一种具有高强度的低损耗铁氧体材料，以满足其越来越严苛的使用环境。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种铁氧体材料，该铁氧体材料损耗率低，介电常数高，抗弯强度高，以解决上述问题中的至少一种。

本发明的第二目的在于提供上述铁氧体材料的制备方法，该制备方法简单、成本低。

本发明的第三目的在于提供上述铁氧体材料在微波器件中的应用。

第一方面，本发明提供了一种铁氧体材料，主要由按质量份数计的如下组分制备得到：三氧化二铁48～54份、氧化镍19～25份、三氧化二铋8～13.6份、氧化锌3～9.7份、二氧化锰6～10份、氧化铜0.2～0.8份、二氧化铈0.1～0.3份和三氧化二铟0.1～0.5份。

作为进一步技术方案，主要由按质量份数计的如下组分制备得到：三氧化二铁51.9份、氧化镍23.5份、三氧化二铋13.6份、氧化锌4份、二氧化锰6份、氧化铜0.3份、二氧化铈0.3份和三氧化二铟0.4份。

第二方面，本发明提供了一种铁氧体材料的制备方法，包括如下步骤：

将配方量的三氧化二铁、氧化镍、三氧化二铋、氧化锌、二氧化锰、氧化铜、二氧化铈和三氧化二铟预烧，得到混合材料粉末；

将所述混合材料粉末与粘结剂和脱模剂混合造粒，得到造粒粉；

将所述造粒粉干压制成生坯，烧结后制备得到铁氧体材料。

作为进一步技术方案，将配方量的三氧化二铁、氧化镍、三氧化二铋、氧化锌、二氧化锰、氧化铜、二氧化铈和三氧化二铟依次进行粉碎、预烧和二次粉碎，制备得到所述混合材料粉末；

优选地，所述粉碎和二次粉碎包括球磨。

作为进一步技术方案，所述预烧的温度为900～1000℃；

优选地，所述预烧的升温速度为3.0～3.5℃/min；

优选地，所述预烧时间为3～5h。