[发明专利]多元掺杂YIG材料及其制备方法

摘要

本发明提供一种多元掺杂YIG材料，化学通式为Y_3‑xA_xFe_4.97‑yB_yO₁₂，分为两组：第一组通式中的A为Ca²⁺，B为Zr⁴⁺，化学式为Y_3‑xCa_xFe_4.97‑yZr_yO₁₂，分别取掺杂量X＝Y＝0.1，0.2，0.3，0.4；第二组通式中的A不掺杂，所以X＝0，B为Zr⁴⁺与Mn²⁺联合掺杂，代入(ZrMn)_1/2，化学式为Y_3‑xFe_4.97‑y(ZrMn)_1/2yO₁₂，分别取掺杂量Y＝0.2，0.4，0.6，0.8；本发明制备的材料的磁损耗和电损耗相对现有材料有明显的下降，电磁性能达到最优值，其晶面结构良好，晶界平整，气孔相对较少，致密度显著上升，微观性质优良，且测出的矫顽力Hc也相对较小，饱和磁化强度相对较高，跟常规烧结温度相比有所下降。

主权项

1.一种多元掺杂YIG材料的制备方法，其特征在于：多元掺杂YIG材料化学通式为Y_3‑xA_xFe_4.97‑yB_yO₁₂，分为两组：第一组通式中的A为Ca²⁺，B为Zr⁴⁺，化学式为Y_3‑xCa_xFe_4.97‑yZr_yO₁₂，分别取掺杂量X=Y=0.1，0.2，0.3，0.4；第二组通式中的A不掺杂，所以X=0，B为Zr⁴⁺与Mn²⁺联合掺杂，代入（ZrMn）_1/2，化学式为Y_3‑xFe_4.97‑y（ZrMn）_1/2yO₁₂，分别取掺杂量Y=0.2，0.4， 0.6，0.8；制备方法包括以下步骤：（1）将分析纯碳酸钙、二氧化锆、氧化铁、氧化钇、一氧化锰作为原料，按照化学式配比配料，根据Y_3‑xA_xFe_4.97‑yB_yO₁₂中的x，y进行计算并准确称量各原料组分；（2）一次球磨，将原料分别放入球磨钢罐中，球磨剂为去离子水，球磨机转速250‑400转/分，球磨时间12‑24h，总的原材料：球磨机的小球：球磨机的大球：水的质量比为1:1:（2‑4）:（1.5‑4）；（3）在保护气氛电阻炉中进行预烧，从室温以1‑4℃/min的升温速度升至1200‑1300℃的预烧温度，在1100‑1300℃保温5‑7h后自然降温；（4）二次球磨：将原材料分别放入球磨钢罐中，球磨剂为去离子水，球磨机转速250‑400转/分，球磨时间12‑24h，总的原材料：球磨机的小球：球磨机的大球：水的质量比为1:1:（2‑4）:（1.5‑4）；将二次球磨后的料烘干过40目筛得到铁氧体粉料；（5）造粒与成型：将胶水和上述铁氧体粉料均匀掺和，胶水的质量为铁氧体粉料的8%‑13%，然后用研钵混合研细过40目筛得到小颗粒，并将小颗粒压成样环或样片供测量用；（6）烧结：烧结温度为1420℃‑1460℃，保温时间为5‑7h，然后 1℃/min速率下降至500℃，最后自然降到室温。