[发明专利]W型钡钴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W型钡钴铁氧体材料及其制备方法和应用。该制备方法包括：将钡源和第一部分铁源第一混合后进行第一烧结，得到铁酸钡前驱体；将钴源和第二部分铁源第二混合后进行第二烧结，得到铁酸钴前驱体；将铁酸钡前驱体和铁酸钴前驱体第三混合后进行第三烧结，得到W型钡钴铁氧体材料。基于此，材料中主要形成的是W相(BaCosubgt;2/subgt;Fesubgt;16/subgt;Osubgt;27/subgt;)，而其他杂相却微乎其微。同时，基于上述制备方法，先制备得到中间产物前驱体，可以更有效地适应调整原料以及工艺参数，进而得到上述优异性能均更佳的W型铁氧体材料，其工艺控制性更佳、可大批量生产、工业化应用性更佳。

技术领域

本发明涉及铁氧体材料技术领域，具体而言，涉及一种W型钡钴铁氧体材料及其制备方法和应用。

背景技术

随着电子科学的飞速发展，对六角晶系铁氧体的需求量越来越大，M型铁氧体的磁性能已基本到达理论极限，而W型铁氧体比M型铁氧体的磁性能要更佳，可用于电子工业与军工业市场，并且稀土资源丰富，加速缩小与发达国家的差距。

但是W型铁氧体晶体结构组成复杂、制备过程中极易产生另相，制备方法包括固相法、溶胶凝胶法、水热合成法、化学共沉淀法、自蔓延合成法等，但是会出现杂相、成本昂贵、产生环境污染、伤害人体、工艺控制较难、无法大规模生产等。

而且，随着5G时代的到来，射频通讯技术的应用越来越广泛。比如1G、2G手机收发天线尺寸为1个，4G最少是2个，5G手机收发天线数量会增加至4个、6个、8个、甚至更多，天线尺寸也按照7.5cm、5cm、4cm、3cm、2.5cm、1.5cm缩少，这只是手机，还不包括蓝牙、GPS、NFC、无线充电线圈等。

根据公式得出，电磁波长与天线的介电常数和磁导率乘积的平方根成反比，降低电磁波长可以有效的减少天线有效长度，所以必须增加介电常数和磁导率，但是介电常数过大，会大大减小的天线的带宽，不利于天线的使用，所以要保持低介电常数，但是材料的磁导率和介电常数正相关，低介电常数时提高磁导率难度加大，电磁波在介质中传播的过程中会有一定的损耗，该损耗与材料的介电损耗角正切有着直接的关系，为了减小电磁波信号在传播过程中的损耗，介电损耗角正切须严格控制在一定的水平以下。因此，有必要提供一种新的W型铁氧体材料的制备工艺，以克服上述问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种W型钡钴铁氧体材料及其制备方法和应用，以解决现有技术中制备W型钡钴铁氧体材料时存在的或杂质相过多，或成本昂贵、或产生环境污染、伤害人体、或工艺控制较难、无法大规模生产等的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种W型钡钴铁氧体材料的制备方法，W型钡钴铁氧体材料的主相为BaCo₂Fe₁₆O₂₇，制备方法包括：将钡源和第一部分铁源第一混合后进行第一烧结，得到铁酸钡前驱体；将钴源和第二部分铁源第二混合后进行第二烧结，得到铁酸钴前驱体；将铁酸钡前驱体和铁酸钴前驱体第三混合后进行第三烧结，得到W型钡钴铁氧体材料；其中，钡源为钡氧化物、钡氢氧化物或钡盐中的一种或多种；钴源为钴氧化物、钴氢氧化物或钴盐中的一种或多种；铁源为铁氧化物、铁氢氧化物或铁盐中的一种或多种。

进一步地，钡源为BaCO₃，钴源为CoO，铁源为Fe₂O₃。

进一步地，铁酸钡前驱体和铁酸钴前驱体的摩尔比为1:(1.90～2.10)；优选地，钡源和第一部分铁源的重量比为1:(4.77～4.93)；优选地，钴源和第二部分铁源的重量比为1:(1.92～2.34)。