[发明专利]一种高功率高介电常数石榴石的制备方法及石榴石

说明书

本发明公开了一种高功率高介电常数石榴石的制备方法，包括以下步骤：(1)按化学式Y_{3‑x‑z‑z′‑y‑2x′‑z″‑p‑q}Bi_xSm_zGd_z′Ca_{2x′+y+z″+p+q}Zr_ySn_pTi_qGe_z″In_p′V_x′Mn_wAl_w′Fe_{5‑x′‑y‑z″‑p‑q‑w‑w′‑δ‑p′}O₁₂配料，其中0≤x≤1.3，0≤x′≤0.70，0≤y≤0.70，0≤z≤1.0，0≤z′≤1.0，0≤z″≤1.5，0≤p≤0.50，0≤q≤0.50，0≤w≤1.30，0≤p′≤0.50，0≤w′≤0.10，缺铁量δ为0≤δ≤0.50；(2)一次球磨；(3)干燥后在氧化气氛中一次预烧；(4)二次球磨；(5)干燥后在氧化气氛中二次预烧；(6)三次球磨；(7)干燥并造粒，将粒料初步压制成坯件，再冷等静压；(8)将成型的坯件放入氧化气氛的炉内烧结，烧结温度900～1450℃，保温时间30～100小时。通过工艺手段，促进固相反应程度，减少富Bi相的形成，并在配方上利用稀土离子Sm³⁺取代，获得同时具有较低ΔH和较高ΔH_k及高介电常数ε′的高磁矩石榴石材料。

技术领域

本发明涉及声源定位技术领域，特别涉及一种高功率高介电常数石榴石的制备方法及石榴石。

背景技术

微波铁氧体器件(环行器、隔离器、移相器等)在微波系统中担负着通道选择、隔离、开关、移相、极化状态控制等方面的任务，在微波技术中占有重要地位，现已广泛用于通信、雷达、航空、航天、卫星等及军民两用的高科技领域。近年来，隋着5G和军用通信技术快速发展系统对所用微波铁氧体材料和器件在小型化和高功率等方面提出了更高要求，特别是5G基站的高速发展又为微波铁氧体材料和器件带来了新的发展机遇。

小型化和高功率是通信技术的主要发展趋势，作为器件核心的微波铁氧体材料理当为满足这一发展趋势有所作为。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需适宜于系统工作频率上移的要求，相应地器件要求微波铁氧体材料之4πM_s值为1950G～5000G；2) 铁磁共振线宽(ΔH)/有效线宽(ΔH_eff)窄；3)介电常数(ε′)高，介电损耗(tanδ_ε) 低；4)4πM_s温度系数(α_T)低/、居里温度(T_c)高；5)功率承受能力满足使用要求/有较高自旋波线宽(ΔH_k)等。其中ΔH_eff/ΔH反映了材料微波磁损耗，与器件插入损耗密切相关；介电常数ε′的提高乃是器件小型化的必由之路；自旋波线宽ΔH_k则限制了器件功率承受能力。微波铁氧体材料的技术难点就在于这些技术指标之间是互制约的，特别是低损耗的ΔH_eff/ΔH与高ε′和高ΔH_k是彼此相矛盾着的两对参数，这就要求我们要在配方和工艺两个方面进行创新，就此分述如下。

(一)小型化问题—高介电常数石榴石