CN112239358A - 微波LiZnTiMn旋磁铁氧体材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高致密性微波LiZnTiMn旋磁铁氧体材料及其制备方法，属于冶金领域。本发明的LiZnTiMn旋磁铁氧体材料中还含有Bi2O3‑MXO，X为1或2，M为过渡金属。本发明的铁氧体材料性能更加优异，磁性好，同时致密性大大提高。采用本发明的方法的旋磁铁氧体材料的旋磁性能好，同时致密性大大提高，且不会带来不良影响。

Description

微波LiZnTiMn旋磁铁氧体材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种高致密性微波LiZnTiMn旋磁铁氧体材料及其制备方法，属于冶金领域。
背景技术
随着电子信息技术的快速发展，微波器件已经被广泛应用于雷达系统、人工智能、卫星通信等先进技术中。各国家在微波器件领域的研究中投入了大量的财力物力，目前，其研究热点主要在以下三个方面：小型化移相器和开关；移动通讯基地台用环行器和隔离器；微波器件的小型化平面化。由于LiZnTiMn旋磁铁氧体具有低矫顽力，高的饱和磁感应强度，高剩余磁感应强度，这种材料在微波器件的制备与研发中得到了广泛的重视。传统高温烧结(～1200℃)方法制备的LiZnTiMn铁氧体材料，将其应用于微波移相器的制备中可制得性能优良的微波器件。然而，要实现微波移相器的小型化及批量化，就要求LiZnTiMn铁氧体能够与LTCF技术兼容，即在金属引线熔点温度以下(以银为例，小于960℃)实现LiZnTiMn旋磁铁氧体的烧结与制备。
然而在低温烧结过程中，存在各项磁性能、机械性能、热学性能等不能同时兼顾的问题，尤其是材料的致密度在LTCF技术中一直是一个难题。通常载流子迁移率随着致密度的增加而升高，由于样品中空洞的散射作用，致使电阻率ρ随着致密度的降低而升高，还会造成热导率κ的下降，塞贝克系数α等参数的恶化。当前研究铁氧体低温烧结的方法主要集中在两个方面，一是通过改进制备工艺，二是采用不同的掺杂方案来降低材料烧结温度。在保证低温烧结的同时，也要兼顾材料的致密性，只有材料的致密性高，才能使其气孔率，微观结构均匀性，旋磁性能获得一个良好的参数。
CN2016100988710一种实现低温烧结制备微波LiZnTiMn铁氧体材料的方法，通过在LiZnTiMn主粉体预烧之后加入氧化物Bi2O3添加剂实现LTCF工艺。通过Bi2O3在烧结反应时形成液相浸润铁氧体固相表面，对固相表面具有较好的润滑作用，减小晶粒表面的摩擦力，加速物质迁移，以此达到低温烧结的目的。但是Bi2O3作为非磁性物质，过多的引入会弱化LiZnTiMn铁氧体的磁性，也会导致晶粒吞并生长，微观结构的均匀性被破坏，不能保证材料在高水准的磁性能下进行低温烧结。
发明内容
本发明的第一个目的是提供一种新的高致密性微波LiZnTiMn旋磁铁氧体材料。
为达到本发明的第一个目的，所述LiZnTiMn旋磁铁氧体材料中还含有Bi2O3-MXO，X为1或2，M为过渡金属；
优选M为Ni，Co，Cu，X为1。
在一种具体实施方式中，所述LiZnTiMn旋磁铁氧体材料中Li0.35-0.42Zn0.27- 0.3Ti0.1-0.11Mn0.05-0.1Fe2.05-2.1O4占99.4～99.8wt％，Bi2O3-MXO占0.6～0.2wt％；
优选所述Li0.35-0.42Zn0.27-0.3Ti0.1-0.11Mn0.05-0.1Fe2.05-2.1O4占99.6wt％，Bi2O3-MXO占0.4wt％。
在一种具体实施方式中，所述Bi2O3-MXO中Bi2O3：MXO的重量比为：1～7:1～3。
本发明的第二个目的是提供上述高致密性微波LiZnTiMn旋磁铁氧体材料的制备方法。
为达到本发明的第二个目的，所述方法包括：将Li0.35-0.42Zn0.27-0.3Ti0.1- 0.11Mn0.05-0.1Fe2.05-2.1O4和Bi2O3-MXO混合均匀，850～950℃烧结得到。
在一种具体实施方式中，所述Li0.35-0.42Zn0.27-0.3Ti0.1-0.11Mn0.05-0.1Fe2.05-2.1O4的制备方法包括：将配料加水进行球磨4～8小时，80～120℃烘干，按照2～4℃/min温度曲线升温至750～850℃，保温1～3小时得到LiZnTiMn主料；
所述配料为：Fe2O3，ZnO，TiO2，Li2CO3，Mn3O4；
优选球磨6小时100℃烘干，2℃/min温度曲线升温至800℃，保温2小时。
在一种具体实施方式中，所述配料中：Fe2O3，ZnO，TiO2，Li2CO3，Mn3O4的摩尔比为：1.025～1.05:0.27～0.3:0.1～0.11:0.175～0.21:0.0167:0.033。
在一种具体实施方式中，所述方法还包括：将Bi2O3与MXO混匀，得到添加剂；
将所述LiZnTiMn主料与添加剂按照：99.4～99.8wt％：0.2～0.6wt％混合，加水进行球磨4～8小时，烘干，按照2～4℃/min温度曲线升温至850～950℃保温2～4小时，冷却得到高致密性微波LiZnTiMn旋磁铁氧体材料；
优选球磨6小时，烘干，按照2℃/min温度曲线升温至900℃保温2小时。
在一种具体实施方式中，所述球磨的料、水、球重量比为1：1～1.5：3；优选所述球磨转速为200～250r/min，更优选为220r/min。
在一种具体实施方式中，所述方法还包括将LiZnTiMn主料与添加剂混合球磨、烘干后的物料加入胶水进行造粒成型，优选所述成型的压力为8～15Mpa，优选为8MPa。
在一种具体实施方式中，所述胶水优选为聚乙烯醇、聚乙二醇中至少一种。
有益效果：
本发明通过加入复合氧化物Bi2O3-MXO添加剂实现LTCF工艺，利用Bi2O3和MXO的协同作用实现低温烧结工艺。不仅利用了Bi2O3可以在烧结反应时形成液相浸润铁氧体固相表面，对固相表面具有较好的润滑作用，能减小晶粒表面的摩擦力，便于物质迁移的特点，也考虑到Bi2O3作为非磁性物质，过多的引入会弱化LiZnTiMn铁氧体的磁性，也会导致晶粒吞并生长，微观结构的均匀性被破坏。我们发现NiO可以在烧结反应时提供半径大的磁性离子进入晶粒内部，提高材料的旋磁性能，并且Bi2O3与MXO在低温时会反应生成烧结特性良好的低熔点共晶化合物，可以在低温烧结过程中更好的促进样品的晶粒生长及烧结致密，使得铁氧体材料获得更加优异的性能。
采用本发明的技术实现了较高水平旋磁参数的LiZnTiMn铁氧体在900℃的烧结和制备。
此外，相对于没有添加Bi2O3-MXO的LiZnTiMn铁氧体，所制备LiZnTiMn铁氧体的致密性大大提高，且不会带来不良影响。
附图说明
图1为实施例2中得到的采用LTCF法制备微波LiZnTiMn旋磁铁氧体材料与未加复合氧化物Bi2O3-NiO添加剂样品微结构对比图。
具体实施方式
为达到本发明的第一个目的，所述LiZnTiMn旋磁铁氧体材料中还含有Bi2O3-MXO，X为1或2，M为过渡金属；
优选M为Ni，Co，Cu，X为1。
在一种具体实施方式中，所述LiZnTiMn旋磁铁氧体材料中Li0.35-0.42Zn0.27- 0.3Ti0.1-0.11Mn0.05-0.1Fe2.05-2.1O4占99.4～99.8wt％，Bi2O3-MXO占0.6～0.2wt％；
优选所述Li0.35-0.42Zn0.27-0.3Ti0.1-0.11Mn0.05-0.1Fe2.05-2.1O4占99.6wt％，Bi2O3-MXO占0.4wt％。
在一种具体实施方式中，，所述Bi2O3-MXO中Bi2O3：MXO的重量比为：1～7:1～3。
本发明的第二个目的是提供上述高致密性微波LiZnTiMn旋磁铁氧体材料的制备方法。
为达到本发明的第二个目的，所述方法包括：将Li0.35-0.42Zn0.27-0.3Ti0.1- 0.11Mn0.05-0.1Fe2.05-2.1O4和Bi2O3-MXO混合均匀，850～950℃烧结得到。
在一种具体实施方式中，所述Li0.35-0.42Zn0.27-0.3Ti0.1-0.11Mn0.05-0.1Fe2.05-2.1O4的制备方法包括：将配料加水进行球磨4～8小时，80～120℃烘干，按照2～4℃/min温度曲线升温至750～850℃，保温1～3小时得到LiZnTiMn主料；
所述配料为：Fe2O3，ZnO，TiO2，Li2CO3，Mn3O4；
优选球磨6小时100℃烘干，2℃/min温度曲线升温至800℃，保温2小时。
在一种具体实施方式中，所述配料中：Fe2O3，ZnO，TiO2，Li2CO3，Mn3O4的摩尔比为：1.025～1.05:0.27～0.3:0.1～0.11:0.175～0.21:0.0167:0.033。
在一种具体实施方式中，所述方法还包括：将Bi2O3与MXO混匀，得到添加剂；
将所述LiZnTiMn主料与添加剂按照：99.4～99.8wt％：0.2～0.6wt％混合，加水进行球磨4～8小时，烘干，按照2～4℃/min温度曲线升温至850～950℃保温2～4小时，冷却得到高致密性微波LiZnTiMn旋磁铁氧体材料；
优选球磨6小时，烘干，按照2℃/min温度曲线升温至900℃保温2小时。
在一种具体实施方式中，所述球磨的料、水、球重量比为1：1～1.5：3；优选所述球磨转速为200～250r/min，更优选为220r/min。
在一种具体实施方式中，所述方法还包括将LiZnTiMn主料与添加剂混合球磨、烘干后的物料加入胶水进行造粒成型，优选所述成型的压力为8～15Mpa，优选为8MPa。
在一种具体实施方式中，所述胶水优选为聚乙烯醇、聚乙二醇中至少一种。
下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
(1)称量配料：以Fe2O3，ZnO，TiO2，Li2CO3,Mn3O4为原料，按照Li0.42Zn0.27Ti0.11Mn0.1Fe2.1O4的分子式来称量配料。
(2)一次球磨：按照料：水：铁球＝1：1.2：3的比例将步骤1配好的配料进行球磨，球磨时间为4小时，后取出80℃烘干，使粉料混合均匀后，按照2℃/min温度曲线升温至800℃，保温1小时得到LiZnTiMn主料。
(3)制备复合氧化物Bi2O3-NiO添加剂：以Bi2O3，NiO计，按照Bi2O3：NiO＝1:1的重量比来配料，混合均匀后作为添加剂备用；
(4)取步骤3制作得到的Bi2O3-NiO添加剂0.4wt％，步骤2的主料99.6wt％混合，进行二次球磨，球磨比为料：水：球＝1:1:3，球磨时间为4小时，球磨转速为220r/min；将二次球磨出来的浆料烘干，加入聚乙烯醇(PVA)胶水进行造粒成型，成型压力为8MPa，压制成坯件后，按照2℃/min温度曲线升温，在烧结温度点900℃保温2小时，自然冷却得到LTCF法制备的微波LiZnTiMn旋磁铁氧体材料。
实施例2
(1)称量配料：以Fe2O3，ZnO，TiO2，Li2CO3,Mn3O4为原料，按照Li0.42Zn0.27Ti0.11Mn0.1Fe2.1O4的分子式来称量配料。
(2)一次球磨：按照料：水：铁球＝1：1：3的比例将步骤1配好的配料进行球磨，球磨时间为6小时，后取出100℃烘干，使粉料混合均匀后，按照2℃/min温度曲线升温至800℃，保温2小时得到LiZnTiMn主料。
(3)制备复合氧化物Bi2O3-NiO添加剂：以Bi2O3，NiO计，按照Bi2O3：NiO＝5:3的重量比来配料，混合均匀后作为添加剂备用；
(4)取步骤3制作得到的Bi2O3-NiO添加剂0.4wt％，步骤2的主料99.6wt％混合，进行二次球磨，球磨比为料：水：球＝1:1:3，球磨时间为6小时，球磨转速为220r/min；将二次球磨出来的浆料烘干，加入聚乙烯醇(PVA)胶水进行造粒成型，成型压力为8MPa，压制成坯件后，按照2℃/min温度曲线升温，在烧结温度点900℃保温2小时，自然冷却得到LTCF法制备的微波LiZnTiMn旋磁铁氧体材料。
实施例3
(1)称量配料：以Fe2O3，ZnO，TiO2，Li2CO3,Mn3O4为原料，按照Li0.42Zn0.27Ti0.11Mn0.1Fe2.1O4的分子式来称量配料。
(2)一次球磨：按照料：水：铁球＝1：1.5：3的比例将步骤1配好的配料进行球磨，球磨时间为8小时，后取出120℃烘干，使粉料混合均匀后，按照4℃/min温度曲线升温至800℃，保温3小时得到LiZnTiMn主料。
(3)制备复合氧化物Bi2O3-NiO添加剂：以Bi2O3，NiO计，按照Bi2O3：NiO＝3:1的重量比来配料，混合均匀后作为添加剂备用；
(4)取步骤3制作得到的Bi2O3-NiO添加剂0.6wt％，步骤2的主料99.4wt％混合，进行二次球磨，球磨比为料：水：球＝1:1.5:3，球磨时间为8小时，球磨转速为220r/min；将二次球磨出来的浆料烘干，加入聚乙烯醇(PVA)胶水进行造粒成型，成型压力为8MPa，压制成坯件后，按照2℃/min温度曲线升温，在烧结温度点900℃保温2小时，自然冷却得到LTCF法制备的微波LiZnTiMn旋磁铁氧体材料。
实施例4
(1)称量配料：以Fe2O3，ZnO，TiO2，Li2CO3,Mn3O4为原料，按照Li0.42Zn0.27Ti0.11Mn0.1Fe2.1O4的分子式来称量配料。
(2)一次球磨：按照料：水：铁球＝1：1.2：3的比例将步骤1配好的配料进行球磨，球磨时间为6小时，后取出100℃烘干，使粉料混合均匀后，按照2℃/min温度曲线升温至800℃，保温2小时得到LiZnTiMn主料。
(3)制备复合氧化物Bi2O3-NiO添加剂：以Bi2O3，NiO计，按照Bi2O3：NiO＝7:1的重量比来配料，混合均匀后作为添加剂备用；
(4)取步骤3制作得到的Bi2O3-NiO添加剂0.2wt％，步骤2的主料99.8wt％混合，进行二次球磨，球磨比为料：水：球＝1:1:3，球磨时间为6小时，球磨转速为220r/min；将二次球磨出来的浆料烘干，加入聚乙烯醇(PVA)胶水进行造粒成型，成型压力为15MPa，压制成坯件后，按照4℃/min温度曲线升温，在烧结温度点900℃保温4小时，自然冷却得到LTCF法制备的微波LiZnTiMn旋磁铁氧体材料。
实施例5
(1)称量配料：以Fe2O3，ZnO，TiO2，Li2CO3,Mn3O4为原料，按照Li0.42Zn0.27Ti0.11Mn0.1Fe2.1O4的分子式来称量配料。
(2)一次球磨：按照料：水：铁球＝1：1.2：3的比例将步骤1配好的配料进行球磨，球磨时间为6小时，后取出100℃烘干，使粉料混合均匀后，按照2℃/min温度曲线升温至800℃，保温2小时得到LiZnTiMn主料。
(3)制备复合氧化物Bi2O3-CuO添加剂：以Bi2O3，CuO计，按照Bi2O3：CuO＝2:1的重量比来配料，混合均匀后作为添加剂备用；
(4)取步骤3制作得到的Bi2O3-CuO添加剂0.2wt％，步骤2的主料99.8wt％混合，进行二次球磨，球磨比为料：水：球＝1:1:3，球磨时间为6小时，球磨转速为220r/min；将二次球磨出来的浆料烘干，加入聚乙烯醇(PVA)胶水进行造粒成型，成型压力为15MPa，压制成坯件后，按照4℃/min温度曲线升温，在烧结温度点900℃保温4小时，自然冷却得到LTCF法制备的微波LiZnTiMn旋磁铁氧体材料。
对比例1
(1)称量配料：以Fe2O3，ZnO，TiO2，Li2CO3,Mn3O4为原料，按照Li0.42Zn0.27Ti0.11Mn0.1Fe2.1O4的分子式来称量配料。
(2)一次球磨：按照料：水：铁球＝1：1：3的比例将步骤1配好的配料进行球磨，球磨时间为6小时，后取出100℃烘干，使粉料混合均匀后，按照2℃/min温度曲线升温至800℃，保温2小时得到LiZnTiMn主料。
(3)将步骤2制作得到的LiZnTiMn，进行二次球磨，球磨比为料：水：球＝1:1:3，球磨时间为6小时，球磨转速为220r/min；将二次球磨出来的浆料烘干，加入聚乙烯醇(PVA)胶水进行造粒成型，成型压力为8MPa，压制成坯件后，按照2℃/min温度曲线升温，在烧结温度点900℃保温2小时，自然冷却得到LTCF法制备的LiZnTiMn旋磁铁氧体材料。
对比例2
(1)称量配料：以Fe2O3，ZnO，TiO2，Li2CO3,Mn3O4为原料，按照Li0.42Zn0.27Ti0.11Mn0.1Fe2.1O4的分子式来称量配料。
(2)一次球磨：按照料：水：铁球＝1：1：3的比例将步骤1配好的配料进行球磨，球磨时间为6小时，后取出100℃烘干，使粉料混合均匀后，按照2℃/min温度曲线升温至800℃，保温2小时得到LiZnTiMn主料。
(3)制备复合氧化物Bi2O3-NiO添加剂：以Bi2O3，NiO计，按照Bi2O3：NiO＝8:5的重量比来配料，混合均匀后作为添加剂备用；
(4)取步骤3制作得到的Bi2O3-NiO添加剂0.8wt％，步骤2的主料99.2wt％混合，进行二次球磨，球磨比为料：水：球＝1:1:3，球磨时间为6小时，球磨转速为220r/min；将二次球磨出来的浆料烘干，加入聚乙烯醇(PVA)胶水进行造粒成型，成型压力为8MPa，压制成坯件后，按照2℃/min温度曲线升温，在烧结温度点900℃保温2小时，自然冷却得到LTCF法制备的微波LiZnTiMn旋磁铁氧体材料。
表1实施例及对比例得到的产品性能
Figure BDA0002752402360000071
图1为实施例2中得到的采用LTCF法制备微波LiZnTiMn旋磁铁氧体材料与对比例1未加复合氧化物Bi2O3-NiO添加剂样品微结构对比图。可以看到，通过加入重量比0.4wt％Bi2O3-NiO添加剂(Bi2O3与NiO的重量比为5:3)后LiZnTiMn晶粒明显长大，得到致密“烧熟”的微波LiZnTiMn旋磁铁氧体材料。

Claims (10)

1.高致密性微波LiZnTiMn旋磁铁氧体材料，其特征在于，所述LiZnTiMn旋磁铁氧体材料中还含有Bi2O3-MXO，X为1或2，M为过渡金属；
优选M为Ni，Co，Cu，X为1。
2.根据权利要求1所述的高致密性微波LiZnTiMn旋磁铁氧体材料，其特征在于，所述LiZnTiMn旋磁铁氧体材料中Li0.35-0.42Zn0.27-0.3Ti0.1-0.11Mn0.05-0.1Fe2.05-2.1O4占99.4～99.8wt％，Bi2O3-MXO占0.6～0.2wt％；
优选所述Li0.35-0.42Zn0.27-0.3Ti0.1-0.11Mn0.05-0.1Fe2.05-2.1O4占99.6wt％，Bi2O3-MXO占0.4wt％。
3.根据权利要求1或2所述的高致密性微波LiZnTiMn旋磁铁氧体材料，其特征在于，所述Bi2O3-MXO中Bi2O3：MXO的重量比为：1～7:1～3。
4.权利要求1～3任一项所述的高致密性微波LiZnTiMn旋磁铁氧体材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括：将Li0.35-0.42Zn0.27-0.3Ti0.1-0.11Mn0.05-0.1Fe2.05-2.1O4和Bi2O3-MXO混合均匀，850～950℃烧结得到。
5.根据权利要求4所述的高致密性微波LiZnTiMn旋磁铁氧体材料的制备方法，其特征在于，所述Li0.35-0.42Zn0.27-0.3Ti0.1-0.11Mn0.05-0.1Fe2.05-2.1O4的制备方法包括：将配料加水进行球磨4～8小时，80～120℃烘干，按照2～4℃/min温度曲线升温至750～850℃，保温1～3小时得到LiZnTiMn主料；
所述配料为：Fe2O3，ZnO，TiO2，Li2CO3，Mn3O4；
优选球磨6小时100℃烘干，2℃/min温度曲线升温至800℃，保温2小时。
6.根据权利要求5所述的高致密性微波LiZnTiMn旋磁铁氧体材料的制备方法，其特征在于，所述配料中：Fe2O3，ZnO，TiO2，Li2CO3，Mn3O4的摩尔比为：1.025～1.05:0.27～0.3:0.1～0.11:0.175～0.21:0.0167:0.033。
7.根据权利要求4～6任一项所述的高致密性微波LiZnTiMn旋磁铁氧体材料的制备方法，其特征在于，所述方法还包括：将Bi2O3与MXO混匀得到添加剂；
将所述LiZnTiMn主料与添加剂按照：99.4～99.8wt％：0.2～0.6wt％混合，加水进行球磨4～8小时，烘干，按照2～4℃/min温度曲线升温至850～950℃保温2～4小时，冷却得到高致密性微波LiZnTiMn旋磁铁氧体材料；
优选球磨6小时，烘干，按照2℃/min温度曲线升温至900℃保温2小时。
8.根据权利要求5或7中所述的高致密性微波LiZnTiMn旋磁铁氧体材料的制备方法，其特征在于，所述球磨的料、水、球重量比为1：1～1.5：3；优选所述球磨转速为200～250r/min，更优选为220r/min。
9.根据权利要求7中所述的高致密性微波LiZnTiMn旋磁铁氧体材料的制备方法，其特征在于，所述方法还包括将LiZnTiMn主料与添加剂混合球磨、烘干后的物料加入胶水进行造粒成型，优选所述成型的压力为8～15Mpa，优选为8MPa。
10.根据权利要求9中所述的高致密性微波LiZnTiMn旋磁铁氧体材料的制备方法，其特征在于，所述胶水优选为聚乙烯醇、聚乙二醇中至少一种。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113213908A (zh) * 2021-04-25 2021-08-06 中国航天时代电子有限公司 一种用于铁氧体器件的微波铁氧体材料及其制备方法
CN113511888A (zh) * 2021-04-07 2021-10-19 电子科技大学 一种窄线宽ltcf旋磁基板材料及其制备方法
CN113845359A (zh) * 2021-08-30 2021-12-28 电子科技大学 一种低损耗LiZnTiMn旋磁铁氧体材料及制备方法
CN114605142A (zh) * 2022-03-28 2022-06-10 电子科技大学 一种ltcf变压器用复合铁氧体基板材料及其制备方法

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54159696A (en) * 1978-06-07 1979-12-17 Mitsubishi Electric Corp Lithium-nickel ferrite
EP0429088A1 (en) * 1989-11-24 1991-05-29 SELENIA INDUSTRIE ELETTRONICHE ASSOCIATE S.p.A. Lithium-titanium-zinc ferrites for microwave applications
JPH0959059A (ja) * 1995-08-23 1997-03-04 Sanyo Electric Co Ltd マイクロ波用誘電体磁器組成物
US6002211A (en) * 1994-09-14 1999-12-14 U.S. Philips Corporation Sintered moulding, transformer core and inductor core of Li(Ni)Zn ferrite material, as well as applications thereof
JP2007145658A (ja) * 2005-11-29 2007-06-14 Tdk Corp Ｌｉ系フェライト焼結体の製造方法及びＬｉ系フェライト焼結体
CN101549993A (zh) * 2009-04-30 2009-10-07 深圳市华扬通信技术有限公司 一种应用于c波段移相器的锂铁氧体材料及其制备方法
CN101684044A (zh) * 2008-09-25 2010-03-31 Tdk株式会社 MnZnLi系铁氧体
CN102167575A (zh) * 2011-01-06 2011-08-31 电子科技大学 Ka波段移相器用LiZn铁氧体材料及制备方法
CN103664154A (zh) * 2012-09-21 2014-03-26 绵阳市维奇电子技术有限公司 高频高电阻率Li-Ti-Zn软磁铁氧体材料配方及工艺
CN103880408A (zh) * 2014-02-26 2014-06-25 南京国睿微波器件有限公司 一种高性能高致密化移相器用锂铁氧体材料及其制备方法
CN105884342A (zh) * 2016-02-23 2016-08-24 电子科技大学 Bi代LiZnTiMn旋磁铁氧体基板材料的制备方法
CN106946559A (zh) * 2017-03-14 2017-07-14 电子科技大学 尖晶石复合铁氧体材料及制备方法
CN111792925A (zh) * 2020-07-23 2020-10-20 中国电子科技集团公司第九研究所 一种高磁导率宽温功率型镍锌ltcf材料、其制备方法及应用

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54159696A (en) * 1978-06-07 1979-12-17 Mitsubishi Electric Corp Lithium-nickel ferrite
EP0429088A1 (en) * 1989-11-24 1991-05-29 SELENIA INDUSTRIE ELETTRONICHE ASSOCIATE S.p.A. Lithium-titanium-zinc ferrites for microwave applications
US6002211A (en) * 1994-09-14 1999-12-14 U.S. Philips Corporation Sintered moulding, transformer core and inductor core of Li(Ni)Zn ferrite material, as well as applications thereof
JPH0959059A (ja) * 1995-08-23 1997-03-04 Sanyo Electric Co Ltd マイクロ波用誘電体磁器組成物
JP2007145658A (ja) * 2005-11-29 2007-06-14 Tdk Corp Ｌｉ系フェライト焼結体の製造方法及びＬｉ系フェライト焼結体
CN101684044A (zh) * 2008-09-25 2010-03-31 Tdk株式会社 MnZnLi系铁氧体
CN101549993A (zh) * 2009-04-30 2009-10-07 深圳市华扬通信技术有限公司 一种应用于c波段移相器的锂铁氧体材料及其制备方法
CN102167575A (zh) * 2011-01-06 2011-08-31 电子科技大学 Ka波段移相器用LiZn铁氧体材料及制备方法
CN103664154A (zh) * 2012-09-21 2014-03-26 绵阳市维奇电子技术有限公司 高频高电阻率Li-Ti-Zn软磁铁氧体材料配方及工艺
CN103880408A (zh) * 2014-02-26 2014-06-25 南京国睿微波器件有限公司 一种高性能高致密化移相器用锂铁氧体材料及其制备方法
CN105884342A (zh) * 2016-02-23 2016-08-24 电子科技大学 Bi代LiZnTiMn旋磁铁氧体基板材料的制备方法
CN106946559A (zh) * 2017-03-14 2017-07-14 电子科技大学 尖晶石复合铁氧体材料及制备方法
CN111792925A (zh) * 2020-07-23 2020-10-20 中国电子科技集团公司第九研究所 一种高磁导率宽温功率型镍锌ltcf材料、其制备方法及应用

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
FEI XIE ET AL.: "Low-temperature sintering and ferrimagnetic properties of LiZnTiMn ferrites with Bi2O3-CuO eutectic mixture", 《JOURNAL OF ALLOYS AND COMPOUNDS》 *
I.SOIBAM ET AL.: "Effects of cobalt substitution on the dielectric properties of Li-Zn ferrites", 《SOLID STATE COMMUNICATIONS》 *
TIANCI CAO ET AL.: "Enhanced magnetic properties of low-temperature sintered LiZnTiMn ferrites with Bi2O3-NiO additive", 《JOURNAL OF MATERIALS SCIENCE:MATERIALS IN ELECTRONICS》 *
冯全源 等: "移相器材料Zn、Ti、Sn替代锂铁氧体", 《无机材料学报》 *
王伟: "Ka波段移相器用LiZn铁氧体及其应用研究", 《中国优秀硕士学位全文数据库 工程科技II辑》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113511888A (zh) * 2021-04-07 2021-10-19 电子科技大学 一种窄线宽ltcf旋磁基板材料及其制备方法
CN113213908A (zh) * 2021-04-25 2021-08-06 中国航天时代电子有限公司 一种用于铁氧体器件的微波铁氧体材料及其制备方法
CN113845359A (zh) * 2021-08-30 2021-12-28 电子科技大学 一种低损耗LiZnTiMn旋磁铁氧体材料及制备方法
CN114605142A (zh) * 2022-03-28 2022-06-10 电子科技大学 一种ltcf变压器用复合铁氧体基板材料及其制备方法

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