CN111004028A - 一种微波铁氧体磁片及其制备方法和用途 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种微波铁氧体磁片及其制备方法和用途。所述磁片的原材料包括主原料和辅助原料，所述主原料包括Fe元素的氧化物和Y元素的氧化物，所述辅助原料包括Ca元素、Sn元素、Mn元素和In元素。所述制备方法包括：1)按照配方量将各原材料混合，进行第一次破碎，得到一次破碎料；2)对一次破碎料进行预烧结，得到预烧料；3)对预烧料进行第二次破碎，得到二次破碎料；4)对二次破碎料进行造粒和成型，并进行烧结，得到所述微波铁氧体磁片。本发明提供的微波铁氧体磁片通过配方上的调整，提高材料的饱和磁化强度，从而实现缩小隔离器尺寸的目的，同时更高的饱和磁化强度，可以增加器件的带宽。

Description

一种微波铁氧体磁片及其制备方法和用途
技术领域
本发明属于铁氧体技术领域，涉及一种微波铁氧体磁片及其制备方法和用途。
背景技术
由于5G基站使用的隔离器数量比4G大幅度增加，一块基板上要安装的隔离器数量大幅度增加，所以要求隔离器尺寸缩小，同时要求隔离器有更大的带宽。
要缩小隔离器的尺寸，可以提高微波铁氧体材料的介电常数，或者提高微波铁氧体材料的饱和磁化强度，而在主要材料体系不变的前提下，要提高材料的介电常数难度很大。
5G移动通信正式商用和试点运行，为高性能微波铁氧体材料及通信用环行器/隔离器带来巨大的市场需求，5G单个通信基站用环行器/隔离器数量将达100多个，是4G通信基站的8到10倍。5G移动通信使用的频段更高，数据传输速率更快，相应对通信基站中使用的环行器和隔离器的性能和尺寸提出了更高的要求，相应对环行器和隔离器中使用的微波铁氧体材料性能也提出了更高的要求：1)饱和磁化强度(4Πms)更高(1800～1950oe)，2)铁磁共振线宽(△H)窄，3)居里温度(TC)高，4)介电常数(ε＇)高，5)介电损耗(tanδε)低。
CN107564656A公开了一种微波铁氧体复合材料及其制备工艺，该复合材料包括以下组分：三氧化二铁、氧化锌、氧化钴和碳酸钡，所述三氧化二铁、氧化锌、氧化钴、碳酸钡的质量比分别为76％～78％，5.7％～5.9％，4.6％～5％，12％～13％。
CN101591167A公开了一种高功率、低损耗微波铁氧体材料及制造方法。该方案的微波铁氧体材料主相为石榴石结构，其化学式为：BizCa3-zGexAyV1.5-0.5z-0.5xFe3.5+0.5z-0.5x- yO12，其中：0≤x≤0.6，0≤y≤0.32，0.1≤z≤0.7，A＝In、Zr、Sn或Ti。
但是上述方案均无法在保证介电常数的情况下，满足5G基站环行器/隔离器的尺寸需要。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种微波铁氧体磁片及其制备方法和用途。本发明提供的微波铁氧体磁片提高了材料的饱和磁化强度，从而实现缩小隔离器尺寸的目的，同时更高的饱和磁化强度，可以增加器件的带宽。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种微波铁氧体磁片，所述微波铁氧体磁片的原材料包括主原料和辅助原料，所述主原料包括Fe元素的氧化物和Y元素的氧化物，所述辅助原料包括Ca元素、Sn元素、Mn元素和In元素。
本发明提供的微波铁氧体磁片中，Fe为磁性原素，Y为非磁性原素，它们的氧化物形成石榴石晶体，构成本发明所述微波铁氧体磁片的主体。辅助原料中，Sn、In元素起到降低材料各向异性常数K的作用，Mn元素起到降低材料介电损耗的作用，Ca元素起到平衡材料电子价的作用，同时起到降低烧结温度的作用。
以下作为本发明优选的技术方案，但不作为对本发明提供的技术方案的限制，通过以下优选的技术方案，可以更好的达到和实现本发明的技术目的和有益效果。
作为本发明优选的技术方案，所述主原料包括Fe2O3和Y2O3，所述辅助原料包括CaCO3、SnO2、MnCO3和In2O3。
作为本发明优选的技术方案，微波铁氧体磁片的原材料按照重量份计，包括：
Figure BDA0002337205160000031
本发明中，按照重量份计，Fe2O3为45.5-49.5份，例如45.5份、46份、46.5份、47份、47.5份、48份、48.5份、49份或49.5份等，Y2O3为37.5-39.5份，例如37.5份、38份、38.5份、39份或39.5份等；CaCO3为5.2-6.2份，例如5.2份、5.3份、5.4份、5.5份、5.6份、5.7份、5.8份、5.9份、6.0份、6.1份或6.2份等；SnO2为6.5-8.5份，例如6.5份、7份、7.5份、8份或8.5份等；MnCO3为0.4-0.7份，例如0.4份、0.45份、0.5份、0.55份、0.6份、0.65份或0.7份等；In2O3为0.3-0.5份，例如0.2份、0.25份、0.3份、0.35份、0.4份、0.45份
或0.5份等。
本发明中，通过改变材料配方，提高SnO2含量，并且添加InO2，在保证高饱和磁化强度的前提下，降低了材料铁氧共振线宽，降低了隔离器的插入损耗。
本发明提供的微波铁氧体磁片的饱和磁化强度(4Πms)可达1952Gs。
第二方面，本发明提供一种如第一方面所述微波铁氧体磁片的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)按照配方量将各原材料混合，进行第一次破碎，得到一次破碎料；
(2)对步骤(1)所述一次破碎料进行预烧结，得到预烧料；
(3)对步骤(2)所述预烧料进行第二次破碎，得到二次破碎料；
(4)对步骤(3)所述二次破碎料进行造粒和成型，并进行烧结，得到所述微波铁氧体磁片。
在制备微波铁氧体的方法中，预烧结的目的在于为后面材料的烧结作准备，预烧结后的粉料已经部分结晶，粉料易于成型，并且降低最终烧结的收缩率，之后烧结的目的在于使材料结晶完全，具备合适的机械强度及性能。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述第一次破碎为湿法球磨。
优选地，所述湿法球磨的溶剂为水，球磨介质为刚球。
优选地，所述湿法球磨的物料、球磨介质和溶剂的质量比为1:(1.5-4.5):(0.9-1)，例如1:1.5:0.9、1:2:1、1:3:0.9、1:3.5:1、1:4:0.9或1:4.5:1等。
优选地，所述第一次破碎的时间为15-20h，例如15h、16h、17h、18h、19h或20h等。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述预烧结的温度为1050-1200℃，例如1050℃、1100℃、1150℃或1200℃等。
优选地，步骤(2)所述预烧结的时间为6-10h，例如6h、7h、8h、9h或10h等。
优选地，步骤(2)所述预烧结之前，先对步骤(1)所述一次破碎料进行过筛、150-200℃烘干和二次过筛。
作为本发明优选的技术方案，步骤(3)所述第二次破碎为湿法球磨。
优选地，所述湿法球磨的溶剂为水，球磨介质为刚球。
优选地，所述湿法球磨的物料、球磨介质和溶剂的质量比为1:(1.5-4.5):(0.9-1)，例如1:1.5:0.9、1:2:1、1:3:0.9、1:3.5:1、1:4:0.9或1:4.5:1等。
优选地，所述第一次破碎的时间为20-30h，例如20h、22h、24h、26h、28h或30h等。
作为本发明优选的技术方案，步骤(4)所述造粒的方法为干燥造粒。
优选地，所述干燥造粒时加入粘结剂。
优选地，所述粘结剂包括浓度7wt％的聚乙烯醇水溶液。
优选地，步骤(4)所述成型的方法为压制成型。
优选地，所述压制成型的压强为500-1000kg/cm2，例如500kg/cm2、600kg/cm2、700kg/cm2、800kg/cm2、900kg/cm2或1000kg/cm2等。
优选地，步骤(4)所述成型将造粒产品制成圆柱坯件。
优选地，步骤(4)所述烧结的温度为1390-1460℃，例如1390℃、1400℃、1410℃、1420℃、1430℃、1440℃、1450℃或1460℃等。
优选地，步骤(4)所述烧结的时间为6-17h，例如6h、7h、8h、9h、10h、11h、12h、13h、14h、15h、16h或17h等。
优选地，步骤(4)所述烧结的气氛为含氧气氛。优选的，步骤(4)还包括在所述成型之后烧结之前，对成型的产物进行等静压处理。
本发明中，采用等静压处理的目的在于提高成型坯体的密度和同时提高密度均匀性，可以起到提高烧结密度和提高烧结密度均匀性的作用。
优选地，所述等静压处理的温度为80-90℃，例如80℃、82℃、84℃、86℃、88℃或90℃等。
优选地，所述等静压处理的压力为145-155MPa，例如145MPa、148MPa、150MPa、152MPa或155MPa等。
优选地，所述等静压处理的时间为15-25min，例如15min、17min、20min、23min或25min等。
作为本发明优选的技术方案，步骤(4)还包括：对烧结得到的产品进行后处理。
优选地，所述后处理包括外圆磨、切片、双端面磨、刷银和烧银。
可以使用无心磨床进行外圆磨，使用外径尺寸达到所需尺寸。
可以使用圆刀切割机或者多线切割机进行切片，切割厚度按设计不同取不同值。
微波铁氧体磁片对表面粗糙度要求高，切割后的磁片需要使用双端面磨床进行双面研磨，降低表面粗糙度，磨后的厚度按设计不同取不同值，研磨后将磁片烘干。
优选地，所述刷银为对所述烧结得到的产品进行单面印刷银层。
优选地，所述银层的厚度为8-10μm，例如8μm、8.5μm、9μm、9.5μm或10μm等。
印刷完银层的磁片放进网带烧银炉里面进行烧银处理。
优选地，所述烧银的温度为850-870℃，例如850℃、855℃、860℃、865℃或870℃等。
作为本发明所述制备方法的进一步优选技术方案，所述方法包括以下步骤：
(1)按照配方量将各原材料混合，进行湿法球磨15-20h，所述湿法球磨的溶剂为水，球磨介质为刚球，所述湿法球磨的物料、球磨介质和溶剂的质量比为1:(1.5-4.5):(0.9-1)，得到一次破碎料；
(2)对步骤(1)所述一次破碎料进行过筛、150-200℃烘干和二次过筛，再在1050-1200℃下预烧结6-10h，得到预烧料；
(3)对步骤(2)所述预烧料进行湿法球磨20-30h，所述湿法球磨的溶剂为水，球磨介质为刚球，所述湿法球磨的物料、球磨介质和溶剂的质量比为1:(1.5-4.5):(0.9-1)，得到二次破碎料；
(4)向步骤(3)所述二次破碎料中加入7wt％的聚乙烯醇水溶液，进行干燥造粒，将造粒产品在500-1000kg/cm2的压强下压制成型为圆柱坯件，对所述圆柱坯件在80-90℃温度和145-155MPa压力下进行等静压处理15-25min，并在含氧气氛下1390-1460℃烧结6-17h，对烧结产物进行后处理，得到所述微波铁氧体磁片；
所述后处理包括外圆磨、切片、双端面磨、单面印刷8-10μm厚的银层和850-870℃烧银。
第三方面，本发明提供如第一方面所述微波铁氧体磁片的用途，所述微波铁氧体磁片用于5G基站用环形器或5G基站用隔离器。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明提供的微波铁氧体磁片通过改变材料配方，提高SnO2含量，并且添加InO2，在保证高饱和磁化强度的前提下，降低了材料铁氧共振线宽，降低了隔离器的插入损耗。本发明提供的微波铁氧体磁片通过配方上的调整，提高材料的饱和磁化强度，从而实现缩小隔离器尺寸的目的，同时更高的饱和磁化强度，可以增加器件的带宽。本发明提供的微波铁氧体磁片饱和磁化强度可达1952Gs，介电损耗可低至2.01×10-4，铁磁共振线宽可低至10Oe。
(2)本发明提供的制备方法通过等静压处理和适当延长烧结时间，提高了材料烧结密度，并且操作简单，流程短，适于产业化大规模生产。
具体实施方式
为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，下面对本发明进一步详细说明。但下述的实施例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明保护范围以权利要求书为准。
以下为本发明典型但非限制性实施例：
实施例1
本实施例按照如下方法制备微波铁氧体磁片：
1.按如下重量比称量原材料：
Figure BDA0002337205160000081
2.一次球磨
将1中称取的原材料混合装入不锈钢球磨罐中，按照料:球:水＝1:4.5:0.9的比例加入钢球和去离子水进行一次湿法球磨，时间：18小时。
3.烘干
将球磨好的料过100目筛网，150℃烘干15小时得干料。
4.预烧结
将烘干后粉料过30目筛网，装钵放入高温电炉内预烧，预烧温度为1200℃，保温10小时。
5.二次球磨
将预烧后的混合料破碎，装入不锈钢球磨罐中，按照料:球:水＝1:4:0.9的比例加入钢球和去离子水进行二次湿法球磨，球磨时间为25小时。
6.造粒
将步骤5的料浆进行干燥造粒，造粒时加入粘结剂，粘结剂为浓度5wt％的聚乙烯醇水溶液。
7.成型
将步骤6得到的颗粒料放入模具内压制成型，尺寸为直径：8mm，高度为12mm，成型压强为800kg/cm2。
8.烧结
将步骤7压制成型的产品坯件放入高温电炉中充氧烧结，烧结温度为1420℃，保温8小时。
9.外圆磨
将步骤8烧结后的圆柱型产品，使用无心磨床进行外圆磨，外径尺寸：6.8±0.01mm，高度为：10mm。
10.切片
将步骤9研磨好的磁棒使用圆刀切割机进行切片处理，切片厚度0.68mm。
11.双端面研磨
将步骤10加工好的圆片使用双端面磨床进行研磨，研磨后厚度0.63mm。
12.刷银
将步骤11研磨后的磁片使用丝网印刷机进行单面刷银处理，银层厚度0.009mm，印刷后，将磁片放烘箱烘干处理，烘干温度100℃，烘干时间20min。
13.烧银
将步骤12刷银完成后的磁片使用网带烧银炉进行烧银处理，烧银温度870℃，保温时间30min，得到所述微波铁氧体磁片。
本实施例制备的微波铁氧体磁片的性能测试结果见表1。
实施例2
本实施例按照如下方法制备微波铁氧体磁片：
1.按如下重量比称量原材料：
Figure BDA0002337205160000101
2.一次球磨
将1中称取的原材料混合装入不锈钢球磨罐中，按照料:球:水＝1:4.5:0.9的比例加入钢球和去离子水进行一次湿法球磨，时间：18小时。
3.烘干
将球磨好的料过100目筛网，150℃烘干15小时得干料。
4.预烧结
将烘干后粉料过30目筛网，装钵放入高温电炉内预烧，预烧温度为1200℃，保温10小时。
5.二次球磨
将预烧后的混合料破碎，装入不锈钢球磨罐中，按照料:球:水＝1:4:0.9的比例加入钢球和去离子水进行二次湿法球磨，球磨时间为25小时。
6.造粒
将步骤5的料浆进行干燥造粒，造粒时加入粘结剂，粘结剂为浓度5wt％的聚乙烯醇水溶液。
7.成型
将步骤6得到的颗粒料放入模具内压制成型，尺寸为直径：8mm，高度为12mm，成型压强为800kg/cm2。
8.烧结
将步骤7压制成型的产品坯件放入高温电炉中充氧烧结，烧结温度为1420℃，保温8小时。
9.外圆磨
将步骤8烧结后的圆柱型产品，使用无心磨床进行外圆磨，外径尺寸：6.8±0.01mm，高度为：10mm。
10.切片
将步骤9研磨好的磁棒使用圆刀切割机进行切片处理，切片厚度0.68mm。
11.双端面研磨
将步骤10加工好的圆片使用双端面磨床进行研磨，研磨后厚度0.63mm。
12.刷银
将步骤11研磨后的磁片使用丝网印刷机进行单面刷银处理，银层厚度0.009mm，印刷后，将磁片放烘箱烘干处理，烘干温度100℃，烘干时间20min。
13.烧银
将步骤12刷银完成后的磁片使用网带烧银炉进行烧银处理，烧银温度870℃，保温时间30min，得到所述微波铁氧体磁片。
本实施例制备的微波铁氧体磁片的性能测试结果见表1。
实施例3
本实施例按照如下方法制备微波铁氧体磁片：
1.按如下重量比称量原材料：
Figure BDA0002337205160000111
Figure BDA0002337205160000121
2.一次球磨
将1中称取的原材料混合装入不锈钢球磨罐中，按照料:球:水＝1:4.5:0.9的比例加入钢球和去离子水进行一次湿法球磨，时间：18小时。
3.烘干
将球磨好的料过100目筛网，150℃烘干15小时得干料。
4.预烧结
将烘干后粉料过30目筛网，装钵放入高温电炉内预烧，预烧温度为1200℃，保温10小时。
5.二次球磨
将预烧后的混合料破碎，装入不锈钢球磨罐中，按照料:球:水＝1:4:0.9的比例加入钢球和去离子水进行二次湿法球磨，球磨时间为25小时。
6.造粒
将步骤5的料浆进行干燥造粒，造粒时加入粘结剂，粘结剂为浓度5wt％的聚乙烯醇水溶液。
7.成型
将步骤6得到的颗粒料放入模具内压制成型，尺寸为直径：8mm，高度为12mm，成型压强为800kg/cm2。
8.烧结
将步骤7压制成型的产品坯件放入高温电炉中充氧烧结，烧结温度为1420℃，保温8小时。
9.外圆磨
将步骤8烧结后的圆柱型产品，使用无心磨床进行外圆磨，外径尺寸：6.8±0.01mm，高度为：10mm。
10.切片
将步骤9研磨好的磁棒使用圆刀切割机进行切片处理，切片厚度0.68mm。
11.双端面研磨
将步骤10加工好的圆片使用双端面磨床进行研磨，研磨后厚度0.63mm。
12.刷银
将步骤11研磨后的磁片使用丝网印刷机进行单面刷银处理，银层厚度0.009mm，印刷后，将磁片放烘箱烘干处理，烘干温度100℃，烘干时间20min。
13.烧银
将步骤12刷银完成后的磁片使用网带烧银炉进行烧银处理，烧银温度870℃，保温时间30min，得到所述微波铁氧体磁片。
本实施例制备的微波铁氧体磁片的性能测试结果见表1。
实施例4
本实施例按照如下方法制备微波铁氧体磁片：
1.按如下重量比称量原材料：
Figure BDA0002337205160000131
Figure BDA0002337205160000141
2.一次球磨
将1中称取的原材料混合装入不锈钢球磨罐中，按照料:球:水＝1:4.5:0.9的比例加入钢球和去离子水进行一次湿法球磨，时间：18小时。
3.烘干
将球磨好的料过100目筛网，150℃烘干15小时得干料。
4.预烧结
将烘干后粉料过30目筛网，装钵放入高温电炉内预烧，预烧温度为1200℃，保温10小时。
5.二次球磨
将预烧后的混合料破碎，装入不锈钢球磨罐中，按照料:球:水＝1:4:0.9的比例加入钢球和去离子水进行二次湿法球磨，球磨时间为25小时。
6.造粒
将步骤5的料浆进行干燥造粒，造粒时加入粘结剂，粘结剂为浓度5wt％的聚乙烯醇水溶液。
7.成型
将步骤6得到的颗粒料放入模具内压制成型，尺寸为直径：10mm，高度为15mm，成型压强为800kg/cm2。
8.等静压处理
将步骤7所成型的磁棒生坯进行温水等静压处理，提高生坯密度，水温为85℃，压力为150MPA，时间为20min。等静压后生坯密度3.65g/cm3。
9.烧结
将步骤8等静压处理后的产品坯件放入高温电炉中充氧烧结，烧结温度为1420℃，保温15小时。
10.外圆磨
将步骤9烧结后的圆柱型产品，使用无心磨床进行外圆磨，外径尺寸：6.8±0.01mm，高度为：10mm。
11.切片
将步骤10研磨好的磁棒使用圆刀切割机进行切片处理，切片厚度0.68mm。
12.双端面研磨
将步骤11加工好的圆片使用双端面磨床进行研磨，研磨后厚度0.63mm。
13.刷银
将步骤12研磨后的磁片使用丝网印刷机进行单面刷银处理，银层厚度0.009mm，印刷后，将磁片放烘箱烘干处理，烘干温度100℃，烘干时间20min。
14.烧银
将步骤13刷银完成后的磁片使用网带烧银炉进行烧银处理，烧银温度870℃，保温时间30min，得到所述微波铁氧体磁片。
本实施例制备的微波铁氧体磁片的性能测试结果见表1。
实施例5
本实施例按照如下方法制备微波铁氧体磁片：
1.按如下重量比称量原材料：
Figure BDA0002337205160000151
Figure BDA0002337205160000161
2.一次球磨
将1中称取的原材料混合装入不锈钢球磨罐中，按照料:球:水＝1:3:0.95的比例加入钢球和去离子水进行一次湿法球磨，时间：15小时。
3.烘干
将球磨好的料过100目筛网，150℃烘干15小时得干料。
4.预烧结
将烘干后粉料过30目筛网，装钵放入高温电炉内预烧，预烧温度为1100℃，保温8小时。
5.二次球磨
将预烧后的混合料破碎，装入不锈钢球磨罐中，按照料:球:水＝1:4.5:0.95的比例加入钢球和去离子水进行二次湿法球磨，球磨时间为20小时。
6.造粒
将步骤5的料浆进行干燥造粒，造粒时加入粘结剂，粘结剂为浓度5wt％的聚乙烯醇水溶液。
7.成型
将步骤6得到的颗粒料放入模具内压制成型，尺寸为直径：10mm，高度为15mm，成型压强为500kg/cm2。
8.等静压处理
将步骤7所成型的磁棒生坯进行温水等静压处理，提高生坯密度，水温为80℃，压力为145MPA，时间为25min。等静压后生坯密度3.68/cm3。
9.烧结
将步骤8等静压处理后的产品坯件放入高温电炉中充氧烧结，烧结温度为1390℃，保温17小时。
10.外圆磨
将步骤9烧结后的圆柱型产品，使用无心磨床进行外圆磨，外径尺寸：6.8±0.01mm，高度为：10mm。
11.切片
将步骤10研磨好的磁棒使用圆刀切割机进行切片处理，切片厚度0.68mm。
12.双端面研磨
将步骤11加工好的圆片使用双端面磨床进行研磨，研磨后厚度0.63mm。
13.刷银
将步骤12研磨后的磁片使用丝网印刷机进行单面刷银处理，银层厚度0.008mm，印刷后，将磁片放烘箱烘干处理，烘干温度100℃，烘干时间20min。
14.烧银
将步骤13刷银完成后的磁片使用网带烧银炉进行烧银处理，烧银温度860℃，保温时间30min，得到所述微波铁氧体磁片。
本实施例制备的微波铁氧体磁片的性能测试结果见表1。
实施例6
本实施例按照如下方法制备微波铁氧体磁片：
1.按如下重量比称量原材料：
Figure BDA0002337205160000171
Figure BDA0002337205160000181
2.一次球磨
将1中称取的原材料混合装入不锈钢球磨罐中，按照料:球:水＝1:1.5:1的比例加入钢球和去离子水进行一次湿法球磨，时间：20小时。
3.烘干
将球磨好的料过100目筛网，150℃烘干15小时得干料。
4.预烧结
将烘干后粉料过30目筛网，装钵放入高温电炉内预烧，预烧温度为1050℃，保温6小时。
5.二次球磨
将预烧后的混合料破碎，装入不锈钢球磨罐中，按照料:球:水＝1:1.5:1的比例加入钢球和去离子水进行二次湿法球磨，球磨时间为30小时。
6.造粒
将步骤5的料浆进行干燥造粒，造粒时加入粘结剂，粘结剂为浓度5wt％的聚乙烯醇水溶液。
7.成型
将步骤6得到的颗粒料放入模具内压制成型，尺寸为直径：10mm，高度为15mm，成型压强为1000kg/cm2。
8.等静压处理
将步骤7所成型的磁棒生坯进行温水等静压处理，提高生坯密度，水温为90℃，压力为155MPA，时间为15min。等静压后生坯密度3.63g/cm3。
9.烧结
将步骤8等静压处理后的产品坯件放入高温电炉中充氧烧结，烧结温度为1460℃，保温6小时。
10.外圆磨
将步骤9烧结后的圆柱型产品，使用无心磨床进行外圆磨，外径尺寸：6.8±0.01mm，高度为：10mm。
11.切片
将步骤10研磨好的磁棒使用圆刀切割机进行切片处理，切片厚度0.68mm。
12.双端面研磨
将步骤11加工好的圆片使用双端面磨床进行研磨，研磨后厚度0.63mm。
13.刷银
将步骤12研磨后的磁片使用丝网印刷机进行单面刷银处理，银层厚度0.01mm，印刷后，将磁片放烘箱烘干处理，烘干温度100℃，烘干时间20min。
14.烧银
将步骤13刷银完成后的磁片使用网带烧银炉进行烧银处理，烧银温度850℃，保温时间30min，得到所述微波铁氧体磁片。
本实施例制备的微波铁氧体磁片的性能测试结果见表1。
对比例1
本对比例除了步骤1中SnO2的重量份为2.5份之外，其他各方面均与实施例1相同。
本对比例制备的微波铁氧体磁片的性能测试结果见表1。
对比例2
本对比例除了步骤1中不使用In2O3之外，其他各方面均与实施例1相同。
本对比例制备的微波铁氧体磁片的性能测试结果见表1。
测试方法
对各实施例和对比例提供的微波铁氧体磁片采用如下方法进行测试：
饱和磁化强度(4ΠMS):使用振动样品磁强计测量。
介电损耗(tgδε)：按照IEC60556标准测试(谐振腔微扰法，测试频率10.7GHZ，样品尺寸：直径是1.6±0.01mm的圆柱)。
铁磁共振线宽：按照GB-9633-88标准测试，采用传输式谐振腔法，样品尺寸是直径为0.6-0.8mm的小球。
测试结果如下表所示
表1
4ΠMS/(GS) 介电损耗(tgδε)(10<sup>-4</sup>) 铁磁共振线宽△H(oe)
实施例1 1845 2.25 14
实施例2 1897 2.31 13
实施例3 1946 2.43 13
实施例4 1952 2.01 10
实施例5 1962 2.02 10
实施例6 1946 2.01 11
对比例1 1832 2.32 25
对比例2 1843 2.29 22
综合上述实施例和对比例可知，各实施例产品性能均良好。其中，实施例3通过调整配方可以将微波铁氧体材料(各实施例均为YIG石榴石材料)的饱和磁化强度提高到约1950，但是材料介电损耗和铁磁共振线宽会轻微变差，实施例4通过通过调整工艺，提高成型密度，延长烧结保温时间，可以降低介电损耗和铁磁共振线宽，使材料损耗能更好地满足隔离器要求。
对比例1的SnO2比例过低，导致材料各向异性常数K值偏高，材料铁磁共振线宽△H(oe)偏大，材料的损耗偏大。
对比例2没有使用In2O3，导致材料各向异性常数K值偏高，材料铁磁共振线宽△H(oe)偏大，材料的损耗偏大。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种微波铁氧体磁片，其特征在于，所述微波铁氧体磁片的原材料包括主原料和辅助原料，所述主原料包括Fe元素的氧化物和Y元素的氧化物，所述辅助原料包括Ca元素、Sn元素、Mn元素和In元素。
2.根据权利要求1所述的微波铁氧体磁片，其特征在于，所述主原料包括Fe2O3和Y2O3，所述辅助原料包括CaCO3、SnO2、MnCO3和In2O3；
优选地，微波铁氧体磁片的原材料按照重量份计，包括：
Figure FDA0002337205150000011
3.一种如权利要求1或2所述的微波铁氧体磁片的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)按照配方量将各原材料混合，进行第一次破碎，得到一次破碎料；
(2)对步骤(1)所述一次破碎料进行预烧结，得到预烧料；
(3)对步骤(2)所述预烧料进行第二次破碎，得到二次破碎料；
(4)对步骤(3)所述二次破碎料进行造粒和成型，并进行烧结，得到所述微波铁氧体磁片。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述第一次破碎为湿法球磨；
优选地，所述湿法球磨的溶剂为水，球磨介质为刚球；
优选地，所述湿法球磨的物料、球磨介质和溶剂的质量比为1:(1.5-4.5):(0.9-1)；
优选地，所述第一次破碎的时间为15-20h。
5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述预烧结的温度为1050-1200℃；
优选地，步骤(2)所述预烧结的时间为6-10h；
优选地，步骤(2)所述预烧结之前，先对步骤(1)所述一次破碎料进行过筛、150-200℃烘干和二次过筛。
6.根据权利要求3-5中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述第二次破碎为湿法球磨；
优选地，所述湿法球磨的溶剂为水，球磨介质为刚球；
优选地，所述湿法球磨的物料、球磨介质和溶剂的质量比为1:(1.5-4.5):(0.9-1)；
优选地，所述第一次破碎的时间为20-30h。
7.根据权利要求3-6中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述造粒的方法为干燥造粒；
优选地，所述干燥造粒时加入粘结剂；
优选地，所述粘结剂包括浓度7wt％的聚乙烯醇水溶液；
优选地，步骤(4)所述成型的方法为压制成型；
优选地，所述压制成型的压强为500-1000kg/cm2；
优选地，步骤(4)所述成型将造粒产品制成圆柱坯件；
优选地，步骤(4)所述烧结的温度为1390-1460℃；
优选地，步骤(4)所述烧结的时间为6-17h；
优选地，步骤(4)所述烧结的气氛为含氧气氛；
优选的，步骤(4)还包括在所述成型之后烧结之前，对成型的产物进行等静压处理；
优选地，所述等静压处理的温度为80-90℃；
优选地，所述等静压处理的压力为145-155MPa；
优选地，所述等静压处理的时间为15-25min。
8.根据权利要求3-7中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)还包括：对烧结得到的产品进行后处理；
优选地，所述后处理包括外圆磨、切片、双端面磨、刷银和烧银；
优选地，所述刷银为对所述烧结得到的产品进行单面印刷银层；
优选地，所述银层的厚度为8-10μm；
优选地，所述烧银的温度为850-870℃。
9.根据权利要求3-8中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)按照配方量将各原材料混合，进行湿法球磨15-20h，所述湿法球磨的溶剂为水，球磨介质为刚球，所述湿法球磨的物料、球磨介质和溶剂的质量比为1:(1.5-4.5):(0.9-1)，得到一次破碎料；
(2)对步骤(1)所述一次破碎料进行过筛、150-200℃烘干和二次过筛，再在1050-1200℃下预烧结6-10h，得到预烧料；
(3)对步骤(2)所述预烧料进行湿法球磨20-30h，所述湿法球磨的溶剂为水，球磨介质为刚球，所述湿法球磨的物料、球磨介质和溶剂的质量比为1:(1.5-4.5):(0.9-1)，得到二次破碎料；
(4)向步骤(3)所述二次破碎料中加入7wt％的聚乙烯醇水溶液，进行干燥造粒，将造粒产品在500-1000kg/cm2的压强下压制成型为圆柱坯件，对所述圆柱坯件在80-90℃温度和145-155MPa压力下进行等静压处理15-25min，并在含氧气氛下1390-1460℃烧结6-17h，对烧结产物进行后处理，得到所述微波铁氧体磁片；
所述后处理包括外圆磨、切片、双端面磨、单面印刷8-10μm厚的银层和850-870℃烧银。
10.如权利要求1或2所述的微波铁氧体磁片的用途，其特征在于，所述微波铁氧体磁片用于5G基站用环形器或5G基站用隔离器。
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