CN105272196A - 应用于高功率移相器的石榴石铁氧体材料及其制备方法 - Google Patents

应用于高功率移相器的石榴石铁氧体材料及其制备方法 Download PDF

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翁兆平
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Abstract

本发明涉及一种应用于高功率移相器的石榴石铁氧体材料及其制备方法，由下列的配料制成：Y2O3，Gd2O3，Al2O3，Mn2CO3，Fe2O3的重量比为：35-37％，13-15％，1-3％，1-3％，45-47％；其方法为1)按照上述重量比称量配料：2)一次球磨；3)烘干；4)过筛；5)预烧；6)二次球磨；7)烘干；8)造粒；9)压制成型；10)烧结。利用本发明所述方法制备的石榴石铁氧体材料对比锂铁氧体材料具有密度高，气孔率小，有效线宽小等优点。

Description

应用于高功率移相器的石榴石铁氧体材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及微波铁氧体材料领域，尤其涉及应用于S波段高功率移相器的石榴石铁氧体材料及其制备方法。
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。旋磁铁氧体是指具有旋磁特性的铁氧体材料。磁性材料的旋磁性是指在两个互相垂直的直流磁场和电磁波磁场的作用下，平面偏振的电磁波在材料内部按一定方向的传播过程中，其偏振面会不断绕传播方向旋转的现象。旋磁铁氧体已广泛应用于微波通信领域。按照晶体类型分，旋磁铁氧体可分为尖晶石型、石榴石型和磁铅石型(六角型)铁氧体。
铁氧体移相器是相控阵雷达天线的主要组成部分，铁氧体移相器的性能直接影响相控阵天线的性能。
目前国内应用于S波段铁氧体移相器的铁氧体材料多采用锂铁氧体材料，由于锂铁氧体材料本身的特性，导致移相器的性能存在两个较大的缺陷：
1、损耗偏大，一般常温下插损在0.8dB左右。
2、锂铁氧体材料易吸潮，在湿度较大的情况下，移相器的插损增大，这样就降低了相控阵雷达的作用距离。
发明内容
为了解决以上问题本发明提供了一种其密度高，气孔率小，有效线宽小的应用于S波段高功率移相器的石榴石铁氧体材料及其制备方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种应用于高功率移相器的石榴石铁氧体材料，其特征在于：由下列重量比的配料制成：
一种应用于高功率移相器的石榴石铁氧体材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)按照如下重量比称量配料：
2)一次球磨：将步骤1)称好的配料放在球磨机中球磨22-26小时，使配料混合均匀；
3)烘干：将步骤2)球磨好的浆料烘干；
4)过筛：将步骤3)烘干的配料过筛；
5)预烧：将步骤4)过筛的粉料按预烧曲线升温、保温、降温；
6)二次球磨：将预烧后的粉料，放置于球磨机中球磨22-26小时；
7)烘干：将步骤6)球磨好的浆料烘干；
8)造粒：手动造粒，以6-10％的比例加入浓度为3-5％聚乙烯醇的水溶液，过20-60目筛；
9)压制成型；
10)烧结：按照烧结曲线进行烧结。
所述步骤3)和步骤7)的烘干温度是80-100℃。
所述步骤4)粉料过20-30目筛。
所述步骤5)预烧曲线为2小时内由室温均匀升温至200℃，8小时内由200℃升温至1200℃，1200℃保温5小时。
所述步骤10)烧结曲线为6小时内由室温均匀升温至200℃，30小时内由200℃升温至1480℃，1480℃保温8小时。
所述步骤9)的成型压力为1.5-1.8MPa/cm2。
利用本发明所述方法制备的石榴石铁氧体材料对比锂铁氧体材料具有密度高，气孔率小，有效线宽小等优点。
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
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
实施例1：
一种应用于高功率移相器的石榴石铁氧体材料，所述铁氧体材料是由下列重量比的配料制成：
实施实例2：
一种应用于高功率移相器的石榴石铁氧体材料的制备方法，
1)按照如下重量称取配料：
总重量3019克。
2)一次球磨：将步骤1)称好的3019克配料加入蒸馏水1800ml和酒精1800ml放入球磨机中球磨24小时，转速75转/分钟，使配料混合均匀，料(g)∶蒸馏水(m1)∶酒精(m1)∶球(g)的比例为1∶0.6∶0.6∶2.
3)烘干：将步骤2)球磨好的配料95℃烘干。
4)过筛：将步骤3)烘干的粉料过30目筛。
5)预烧：将步骤4)所得粉料按图1所述的预烧曲线升温、保温，2小时内由室温均匀升温至200℃，8小时内由200℃升温至1200℃，1200℃保温5小时，然后随炉自然冷却。
6)二次球磨：将步骤5)所得粉料加水和酒精各1200ml，放入球磨机中球磨24小时，料(g)∶蒸馏水(ml)∶酒精(ml)∶钢球(g)的比例为1∶0.4∶0.4∶2。
7)烘干：将步骤6)球磨好的配料95℃烘干。
8)造粒：手动造粒，以8％的比例加入含4％聚乙烯醇的水溶液240ml，过40目筛。
9)压制成型：根据要求设计成型模具，油压机型号为Y32-50，成型压力为1.5-1.8MPa/cm2。
10)烧结：在钟罩炉中按照图2烧结曲线进行烧结，6小时内由室温均匀升温至200℃，30小时内由200℃升温至1480℃，1480℃保温8小时，然后随炉自然降温。
用实施例2所述方法制备的应用于S波段高功率移相器的石榴石铁氧体材料的性能参数经测试如表1所示。
表1
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不限制于本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (7)

1.一种应用于高功率移相器的石榴石铁氧体材料，其特征在于：由下列重量比的配料制成：
2.一种应用于高功率移相器的石榴石铁氧体材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)按照如下重量比称量配料：
2)一次球磨：将步骤1)称好的配料放在球磨机中球磨22-26小时，使配料混合均匀；
3)烘干：将步骤2)球磨好的浆料烘干；
4)过筛：将步骤3)烘干的配料过筛；
5)预烧：将步骤4)过筛的粉料按预烧曲线升温、保温、降温；
6)二次球磨：将预烧后的粉料，放置于球磨机中球磨22-26小时；
7)烘干：将步骤6)球磨好的浆料烘干；
8)造粒：手动造粒，以6-10％的比例加入浓度为3-5％聚乙烯醇的水溶液，过20-60目筛；
9)压制成型；
10)烧结：按照烧结曲线进行烧结。
3.根据权利要求2所述的应用于高功率移相器的石榴石铁氧体材料的制备方法，其特征在于：所述步骤3)和步骤7)的烘干温度是80-100℃。
4.根据权利要求2所述的应用于高功率移相器的石榴石铁氧体材料的制备方法，其特征在于：所述步骤4)粉料过20-30目筛。
5.根据权利要求2所述的应用于高功率移相器的石榴石铁氧体材料的制备方法，其特征在于：所述步骤5)预烧曲线为2小时内由室温均匀升温至200℃,8小时内由200℃升温至1200℃,1200℃保温5小时。
6.根据权利要求2所述的应用于高功率移相器的石榴石铁氧体材料的制备方法，其特征在于：所述步骤10)烧结曲线为6小时内由室温均匀升温至200℃,30小时内由200℃升温至1480℃,1480℃保温8小时。
7.根据权利要求2所述的应用于高功率移相器的石榴石铁氧体材料的制备方法，其特征在于：所述步骤9)的成型压力为1.5-1.8MPa/cm2。
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