CN101549994B - 适用于通讯频段的钇铁石榴石材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于通讯频段的钇铁石榴石材料及其制备方法，该钇铁石榴石材料由下列重量比的原材料制成：Y2O343-46％，CaCO31-4％，In2O31-4％，V2O50.4-0.7％，Fe2O350-53％。用本发明所述钇铁石榴石材料制备的通讯频段环行器和隔离器具有如下优点：插损小、铁氧体一致性好，适合器件批量生产。

Description

适用于通讯频段的钇铁石榴石材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及适用于通讯频段的微波铁氧体材料，尤其涉及一种适用于通讯频段用环行器和隔离器的钇铁石榴石材料及其制备方法。
背景技术
铁氧体是一种具有铁磁性的金属氧化物。就电特性来说，铁氧体的电阻率比金属、合金磁性材料大得多，而且还有较高的介电性能。铁氧体的磁性能还表现在高频时具有较高的磁导率。因而，铁氧体已成为高频弱电领域用途广泛的非金属磁性材料。微波铁氧体材料有许多品种，根据材料的成分和晶体结构分类，有石榴石型、尖晶石型和磁铅石型(六角晶系)等。根据材料的制造工艺和形态又分多晶材料、单晶材料和薄膜材料。多晶铁氧体材料一般采用陶瓷工艺制造；微波铁氧体单晶用助熔剂法或提拉法生长；单晶薄膜材料用液相外延或气相外延工艺生长。
钇铁石榴石材料主要用于制备通讯频段用环行器、隔离器，需要钇铁石榴石材料具有插损小、一致性好等特点。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种适用于通讯频段环行器和隔离器的钇铁石榴石材料。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种适用于通讯频段环行器和隔离器的钇铁石榴石材料，是由下列重量比的原材料制成：
Y2O3     43-46％
CaCO3    1-4％
In2O3    1-4％
V2O5     0.4-0.7％
Fe2O3    50-53％。
上述适用于通讯频段的钇铁石榴石材料的制备方法，包括以下步骤：
1)按照如下重量比称量原材料：
Y2O3     43-46％
CaCO3    1-4％
In2O3    1-4％
V2O5     0.4-0.7％
Fe2O3    50-53％；
2)一次球磨：
将步骤1)配好的配料放在球磨机中球磨22-24h，使配料混合均匀；
3)烘干：
将步骤2)球磨好的配料烘干；
4)过筛：
将步骤3)烘干的配料过筛；
5)预烧：
按预烧曲线升温、保温，断电后随炉冷却；
6)二次球磨：
在球磨机中球磨22-24h；
7)烘干：
将步骤6)中球磨好的配料烘干；
8)造粒：
手动造粒，以13％的比例加入含6％聚乙烯醇的水溶液，过30-40目筛；
9)压型；
10)烧结：
在硅钼棒电炉中按照烧结曲线进行烧结。
所述步骤2)具体为将步骤1)称好的配料按照1∶2.5的比例加入蒸馏水，放在球磨机中球磨22-24h，转速70-90r/min，使配料混合均匀。
所述步骤3)和步骤7)的烘干温度是110-120℃。
所述步骤4)配料过20-30目筛。
所述步骤5)预烧曲线为：2小时内升温至380℃，1小时内由380℃升温至540℃，2小时内由540℃升温至850℃，2小时内由850℃升温至1200℃，1200℃保持5小时，断电后随炉冷却。
所述步骤10)烧结曲线为：6小时内升温至400℃，2小时内由400℃升温至540℃，3小时内由540℃升温至1000℃，4小时内由1000℃升温至1400℃，1400℃保持6小时，断电后随炉冷却。
所述步骤9)压型时压力为1-1.2MPa/cm2
所述步骤10)中硅钼棒电炉为GME8/200型硅钼棒电炉。
用本发明所述钇铁石榴石材料制备的通讯频段环行器和隔离器具有如下优点：插损小、铁氧体一致性好，适合器件批量生产。
附图说明
图1是预烧曲线示意图；
图2是烧结曲线示意图。
具体实施方式
实施例1
一种适用于通讯频段环行器和隔离器的钇铁石榴石材料，其是由下列重量比的原材料制成：
         重量比   纯度
Y2O3     44％     99.95％
CaCO3    2％      98％
In2O3    2％      99.99％
V2O5     0.5％    99％
Fe2O3       51.5％      99.5％
实施例2
一种适用于通讯频段环行器和隔离器的钇铁石榴石材料，其是由下列重量比的原材料制成：
         重量比  纯度
Y2O3     46％    99.95％
CaCO3    1％     98％
In2O3    1％     99.99％
V2O5     0.7％   99％
Fe2O3    51.3％  99.5％
实施例3
一种适用于通讯频段环行器和隔离器的钇铁石榴石材料，其是由下列重量比的原材料制成：
         重量比     纯度
Y2O3     43％       99.95％
CaCO3    4％        98％
In2O3    2.6％      99.99％
V2O5     0.4％      99％
Fe2O3    50％       99.5％
实施例4
实施例1所述钇铁石榴石材料的制备方法，包括以下步骤：
1)按照实施例1所述比例称量好各原材料：
         重量(克) 纯度
Y2O3     440      99.95％
CaCO3    20       98％
In2O3    20       99.99％
V2O5      5        99％
Fe2O3     515      99.5％
总重量1000g。
2)一次球磨：
将步骤1)配好的配料1000g加入蒸馏水2500ml放在球磨机中球磨24h，转速80r/min，使配料混合均匀。料∶水∶球的比例为1∶2.5∶2。
3)烘干：
将步骤2)球磨好的配料110℃烘干。
4)过筛：
将步骤3)烘干的配料过30目筛。
5)预烧：
将步骤4)所得配料按图1所述的预烧曲线升温、保温，2小时内均匀升温至380℃，1小时内由380℃升温至540℃，2小时内由540℃升温至850℃，2小时内由850℃升温至1200℃，1200℃保持5小时，断电后随炉冷却。
6)二次球磨：
将步骤5)所得配料1000克加水1250ml，在球磨机中球磨24h，料∶水∶球的比例为1∶1.25∶2。
7)烘干：
将步骤6)球磨好的配料110℃烘干。
8)造粒：
手动造粒，以13％的比例加入含6％聚乙烯醇的水溶液130g，过40目筛。
9)压型：
根据不同的器件要求进行压型，压机型号为Y32-50，压力为1-1.2MPa/cm2
10)烧结：
在GME8/200型硅钼棒电炉中按照图2所示烧结曲线进行烧结，6小时内升温至400℃，2小时内由400℃升温至540℃，3小时内由540℃升温至1000℃，4小时内由1000℃升温至1400℃，1400℃保持6小时，断电后随炉冷却。
本发明所述钇铁柘榴石材料制成的通讯频段环行器、隔离器的测试数据列于表一，数据表明，本发明所述钇铁柘榴石材料的性能已经非常好，正向插损在0.2dB以内，隔离在25dB以上。
表一典型器件性能
  序号   器件名称   规格(mm)   频率(MHz)   正向损耗(dB)   反向隔离(dB)   驻波比(dB)
  1   环行器   19*19   2010-2025   0.13～0.14   42.9-36.7   1.02～1.03
  2   隔离器   25.4*31.7   860-960   0.15～0.17   27.0～28.4   1.09～1.10
  3   隔离器   25.4*31.7   1805-1880   0.12～0.13   26.2～26.9   1.08～1.11
  4   隔离器   20*20   925-960   0.16～0.20   30.9～33.5   1.01～1.07

Claims (6)

1.一种适用于通讯频段的钇铁石榴石材料的制备方法，包括以下步骤：
1)按照如下重量比称量原材料：
Figure FDA0000127041950000011
2)一次球磨：
将步骤1)称好的配料放在球磨机中球磨22-24h，使配料混合均匀；
3)烘干：
将步骤2)球磨好的配料烘干；
4)过筛：
将步骤3)烘干的配料过筛；
5)预烧：
按预烧曲线升温、保温，断电后随炉冷却；所述预烧曲线为：2小时内升温至380℃，1小时内由380℃升温至540℃，2小时内由540℃升温至850℃，2小时内由850℃升温至1200℃，1200℃保持5小时，断电后随炉冷却；
6)二次球磨：
在球磨机中球磨22-24h；
7)烘干：
将步骤6)中球磨好的配料烘干；
8)造粒：
手动造粒，以13％的比例加入含6％聚乙烯醇的水溶液，过30-40目筛；
9)压型；
10)烧结：
在硅钼棒电炉中按照烧结曲线进行烧结；所述烧结曲线为：6小时内升温至400℃，2小时内由400℃升温至540℃，3小时内由540℃升温至1000℃，4小时内由1000℃升温至1400℃，1400℃保持6小时，断电后随炉冷却。
2.根据权利要求1所述适用于通讯频段的钇铁石榴石材料的制备方法，其特征在于：所述步骤2)具体为：将步骤1)称好的配料按照1∶2.5的比例加入蒸馏水，放在球磨机中球磨22-24h，转速70-90r/min，使配料混合均匀。
3.根据权利要求1所述适用于通讯频段的钇铁石榴石材料的制备方法，其特征在于：所述步骤3)和步骤7)的烘干温度是110-120℃。
4.根据权利要求1所述适用于通讯频段的钇铁石榴石材料的制备方法，其特征在于：所述步骤4)配料过20-30目筛。
5.根据权利要求1所述适用于通讯频段的钇铁石榴石材料的制备方法，其特征在于，所述步骤9)的成型压力为1～2MPa。
6.根据权利要求1所述适用于通讯频段的钇铁石榴石材料的制备方法，其特征在于：所述步骤10)中硅钼棒电炉为GME8/200型硅钼棒电炉。
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