CN115259849B - 旋磁铁氧体材料及制备方法和应用 - Google Patents

旋磁铁氧体材料及制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种旋磁铁氧体材料及制备方法和应用。所述旋磁铁氧体材料的组成化学式为Y3‑aCaaFe5‑b‑cZrbMncO12，其中，0.04≤a≤0.08，0.04≤b≤0.08，0.01≤c≤0.05。所述旋磁铁氧体材料通过不含稀有金属元素铟的简单元素组成达到了低损耗和高居里温度等优异的磁性能，将其用于制备环形器能够有效降低三阶互调干扰，使环形器在758MHz‑821MHz的频段内的插损小于或等于0.25dB，具有较高的市场价值。

Description

旋磁铁氧体材料及制备方法和应用
技术领域
本发明涉及磁性材料技术领域，特别是涉及一种旋磁铁氧体材料及制备方法和应用。
背景技术
由于运营商之间采用不同制式的通信技术，合路信号之间可能会产生干扰。其中，三阶互调干扰是典型的干扰现象之一。三阶互调是指当两个信号在一个线性系统中，由于非线性因素的存在，使一个信号的二次谐波(二阶信号)与另一个基波信号(一阶信号)混频后所产生的寄生信号。这种寄生信号会干扰到其它基站的信号，从而使接收机无法正常工作，严重时会导致通信系统性能恶化，进而严重影响信号的覆盖能力及容量。
将传统旋磁铁氧体材料用于制备环形器虽然在一定程度上能够降低三阶互调干扰，但传统旋磁铁氧体材料的元素组成复杂，且需要稀有金属元素铟(In)的协同作用才能使居里温度达到200℃以上，这导致传统旋磁铁氧体材料制备的环形器实际应用价值不高。
发明内容
基于此，有必要针对上述问题，提供一种旋磁铁氧体材料及制备方法和应用；所述旋磁铁氧体材料通过不含稀有金属元素铟的简单元素组成达到了低损耗和高居里温度等优异的磁性能，将其用于制备环形器能够有效降低三阶互调干扰和插损，具有较高的市场价值。
一种旋磁铁氧体材料，所述旋磁铁氧体材料的组成化学式为Y3-aCaaFe5-b- cZrbMncO12，其中，0.04≤a≤0.08，0.04≤b≤0.08，0.01≤c≤0.05。
在其中一个实施例中，在所述Y3-aCaaFe5-b-cZrbMncO12中，a＝b。
一种如上所述的旋磁铁氧体材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
按化学式Y3-aCaaFe5-b-cZrbMncO12中的元素比例将Y的含氧化合物、Ca的含氧化合物、Fe的含氧化合物、Zr的含氧化合物以及Mn的含氧化合物混合得到混合原料，将所述混合原料进行一次球磨，得到一次球磨料；
将所述一次球磨料烘干后过筛，得到40目-80目的一次烘干料，再将所述烘干料进行预烧，得到预烧料；
将所述预烧料进行二次球磨，得到二次球磨料；以及
将所述二次球磨料烘干后过筛，得到40目-80目的二次烘干料，依次进行造粒、成型和烧结，得到旋磁铁氧体材料。
在其中一个实施例中，所述将所述预烧料进行二次球磨的步骤中，还加入助溶剂，所述助溶剂选自Bi2O3、B2O3中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述二次烘干料进行成型的步骤中，成型密度为3.3g/cm3-3.4g/cm3。
在其中一个实施例中，所述将所述混合原料进行一次球磨的步骤中，所述混合原料与第一溶剂、第一磨球的重量比为(800-1200):(1000-1400):(4500-5500)；
及/或，所述将所述预烧料进行二次球磨的步骤中，所述预烧料与第二溶剂、第二磨球的重量比为(800-1200):(1000-1400):(5500-6500)。
在其中一个实施例中，所述一次球磨的转速为60r/min-80r/min，时间为20h-32h；
及/或，所述二次球磨的转速为70r/min-90r/min，时间为32h-36h。
在其中一个实施例中，所述预烧的温度为1000℃-1100℃，时间为2h-10h；
及/或，所述烧结的温度为1430℃-1470℃，时间为10h-14h。
一种如上所述的旋磁铁氧体材料在制备环形器中的应用。
在其中一个实施例中，由所述旋磁铁氧体材料制备得到的环形器在758MHz-821MHz的频段内的插损小于或等于0.25dB。
本发明提供一种旋磁铁氧体材料，所述旋磁铁氧体材料仅通过Y元素、Ca元素、Fe元素、Zr元素、Mn元素五种简单的元素组成和配比，利用不同元素的电磁特性和补偿点，Zr元素取代Fe元素，降低铁磁共振线宽，提高饱和磁化强度。Ca取代Y元素使得铁氧体内的电价平衡，Mn取代Fe元素抑制Fe2+的产生，降低间接电损耗，从而提升了旋磁铁氧体材料的饱和磁化强度、铁磁共振线宽和居里温度，进而使旋磁铁氧体材料具有优异的磁性能，同时降低旋磁铁氧体材料的成本。
另外，通过本发明提供的简单烧结工艺即可制备出具有低损耗和高居里温度等优异的磁性能的旋磁铁氧体材料，并且所述旋磁铁氧体材料的制备工艺稳定、可重复性好，适合大批量生产。
因此，将所述旋磁铁氧体材料用于制备环形器，不仅能够使环形器具有合适的高低温，而且可以有效降低三阶互调干扰，使环形器在758MHz-821MHz的频段内的插损小于或等于0.25dB，具有较高的市场价值。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更详细的描述。但是，应当理解，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式或实施例。相反地，提供这些实施方式或实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式或实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
本发明提供一种旋磁铁氧体材料，所述旋磁铁氧体材料的组成化学式为Y3- aCaaFe5-b-cZrbMncO12，其中，0.04≤a≤0.08，0.04≤b≤0.08，0.01≤c≤0.05。
所述旋磁铁氧体材料仅通过Y元素、Ca元素、Fe元素、Zr元素、Mn元素五种简单的元素组成和配比，利用不同元素的电磁特性和补偿点，Zr元素取代Fe元素，降低铁磁共振线宽，提高饱和磁化强度。Ca取代Y元素使得铁氧体内的电价平衡，Mn取代Fe元素抑制Fe2+的产生，降低间接电损耗，从而提升了旋磁铁氧体材料的饱和磁化强度、铁磁共振线宽和居里温度，进而使旋磁铁氧体材料具有优异的磁性能，同时降低旋磁铁氧体材料的成本。
具体地，所述旋磁铁氧体材料的组成化学式为Y3-aCaaFe5-b-cZrbMncO12时，a可以选自0.04、0.06、0.08，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用；b可以选自0.04、0.06、0.08，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
调控可以变价的Mn元素含量，能够有效抑制Fe的二价电子，从而维持电荷平衡。具体地，c可以选自0.01、0.03或0.05，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
在一实施方式中，在所述Y3-aCaaFe5-b-cZrbMncO12中，取a＝b可以使Ca、Zr作为三价电子与Y、Fe的三价电子进一步保持电荷平衡，进而有利于减小铁磁共振线宽。
本发明还提供一种旋磁铁氧体材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
S1，按化学式Y3-aCaaFe5-b-cZrbMncO12中的元素比例将Y的含氧化合物、Ca的含氧化合物、Fe的含氧化合物、Zr的含氧化合物以及Mn的含氧化合物混合得到混合原料，将所述混合原料进行一次球磨，得到一次球磨料；
S2，将所述一次球磨料烘干后过筛，得到40目-80目的一次烘干料，再将所述烘干料进行预烧，得到预烧料；
S3，将所述预烧料进行二次球磨，得到40目-80目的二次球磨料；以及
S4，将所述二次球磨料烘干后过筛，得到二次烘干料，依次进行造粒、成型和烧结，得到旋磁铁氧体材料。
步骤S1中，在化学式Y3-aCaaFe5-b-cZrbMncO12中，0.04≤a≤0.08，0.04≤b≤0.08，0.01≤c≤0.05，进一步优选，a＝b，
具体地，所述Y的含氧化合物选自Y2O3，所述Ca的含氧化合物选自CaCO3，所述Fe的含氧化合物选自Fe2O3，所述Zr的含氧化合物选自ZrO2，所述Mn的含氧化合物选自MnCO3。
优选地，所述Y2O3的纯度大于或等于99.95％，所述CaCO3的纯度大于或等于99.5％，所述Fe2O3的纯度大于或等于99.6％，所述ZrO2的纯度大于或等于99.4％，所述MnCO3的纯度大于或等于99.2％。
在一实施方式中，所述一次球磨优选为湿法球磨。
具体地，所述将混合原料进行湿法球磨的步骤中，使用第一溶剂和第一磨球进行球磨，其中，所述混合原料与第一溶剂、第一磨球的重量比为(800-1200):(1000-1400):(4500-5500)。具体地，所述第一溶剂为本领域常规溶剂，包括但不限于乙醇，所述第一磨球选自氧化锆球。
在一实施方式中，所述一次球磨的转速为60r/min-80r/min，可以将各组分进行还原，一次球磨的时间为20h-32h，在一次球磨完成后，还可以加入20mL-30mL的分散剂进行分散。
通过本发明所述一次球磨的处理，所得一次球磨料的中位粒径为1.2μm-1.6μm，在该中位粒径下，有利于进行后续的烘干与过筛步骤，还能够保证所述制备方法的稳定运行。
步骤S2中，先将一次球磨料在100℃-160℃下烘干12h-20h，可以去除一次球磨过程中引入的溶剂，
进一步地，在进行预烧之前，可以将烘干的一次球磨料过筛，选取40目-80目的粉料作为一次烘干料，从而去除粒径过大的球磨料，减少预烧需要的能耗，进行有利于提升预烧的效率。
在一实施方式中，所述预烧的温度为1000℃-1100℃，时间为2h-10h。
步骤S3中，为了促进晶粒长大，从而减小铁磁共振线宽，将预烧料进行二次球磨的步骤中，还加入助溶剂，所述助溶剂选自Bi2O3、B2O3中的至少一种，由于Bi2O3可以提高介电常数，所述助溶剂优选为Bi2O3。
在一实施方式中，所述二次球磨优选为湿法球磨。
具体地，所述将预烧料进行湿法球磨的步骤中，加入助溶剂的质量为预烧料质量的200ppm-400ppm，并使用第二溶剂和第二磨球进行球磨，其中，所述预烧料与第二溶剂、第二磨球的重量比为(800-1200):(1000-1400):(5500-6500)。具体地，所述第二溶剂为本领域常规溶剂，包括但不限于乙醇，所述第二磨球选自氧化锆球。
予以说明的是，一次球磨和二次球磨不限于本发明所列举的湿法球磨，其可以同时为湿法球磨，也可以为不同的球磨方式，本发明对此不做限定；第一溶剂和第二溶剂不限于本发明所列举的乙醇溶剂，其可以同时选自乙醇溶剂，也可以选自不同的溶剂，本发明对此不做限定；第一磨球和第二磨球不限于本发明所列举的氧化锆球，其可以同时选自氧化锆球，也可以选自不同材质的磨球，本发明对此不做限定。
在一实施方式中，所述二次球磨的转速为70r/min-90r/min，可以将粉料进行细化，球磨的时间为32h-36h。
优选地，为了二次球磨的粒度低于一次球磨的粒度，二次球磨的转速高于一次球磨的转速。
通过本发明所述二次球磨的处理，所得二次球磨料的中位粒径为0.9μm-1.1μm。
步骤S4中，先将二次球磨料在100℃-160℃下烘干12h-20h，可以去除二次球磨过程中引入的溶剂。
进一步地，可以将烘干的二次球磨料过筛，选取40目-80目的粉料作为二次烘干料，从而去除粒径过大的球磨料。
优选地，为了粉料具有良好的成型性，二次烘干料的粒径小于一次烘干料的粒径。
在一实施方式中，为了增加二次烘干料的粘结作用，从而有利于造粒成型，可以在二次烘干料中加入质量浓度为9％-11％的聚乙烯醇(PVA)，得到混合物，再将混合物进行造粒，其中，PVA在所述混合物中的质量分数为10％-14％，造粒的粒径尺寸为40目-80目。
在一实施方式中，可以将造粒后的粉料用100T压机进行成型。
具体地，成型密度为3.3g/cm3-3.4g/cm3。
在一实施方式中，为了使烧结的旋磁铁氧体材料结晶性更高，可以分梯度速率进行升温，直至烧结温度达到1430℃-1470℃，烧结时间为10h-14h。
优选地，可以从室温以1.5℃/min-2.5℃/min速率升温至450℃-550℃，以1℃/min-2℃/min速率升温至750℃-850℃，以2.5℃/min-3.5℃/min速率升温至烧结温度达到1430℃-1470℃。
通过本发明提供的简单烧结工艺即可制备出具有低损耗和高居里温度等优异的磁性能的旋磁铁氧体材料，并且所述旋磁铁氧体材料的制备工艺稳定、可重复性好，适合大批量生产。
本发明还提供一种旋磁铁氧体材料在制备环形器中的应用。
在其中一个实施例中，由所述旋磁铁氧体材料制备得到的环形器在758MHz-821MHz的频段内的插损小于或等于0.25dB。
将所述旋磁铁氧体材料用于制备环形器，不仅能够使环形器具有合适的高低温，而且可以有效降低三阶互调干扰，使环形器在758MHz-821MHz的频段内的插损小于或等于0.25dB，具有较高的市场价值。
以下，将通过以下具体实施例对所述旋磁铁氧体材料及制备方法和应用做进一步的说明。
实施例1
按化学式Y2.96Ca0.04Fe4.94Zr0.04Mn0.02O12中的元素比例将纯度为99.95％的Y2O3、纯度为99.5％的CaCO3、纯度为99.6％的Fe2O3、纯度为99.4％的ZrO2以及纯度为99.2％的MnCO3混合得到混合原料，将混合原料、酒精、氧化锆球以1000:1200:5000的重量比投入球磨罐中以60r/min的转速进行一次球磨，球磨32小时后制备得到一次球磨料，并加入25mL的分散剂。
将所述一次球磨料放入烘箱以120℃烘干16小时，并将烘干后的粉料过60目筛，得到一次烘干料，再将所述烘干料放进空气烧结炉以1.5℃/min的速度升温到最高预烧温度1000℃进行预烧10小时，制备得到预烧料。
将所述预烧料、酒精、氧化锆球以1000:1200:6000的重量比投入球磨罐中，加入Bi2O3的质量为预烧料质量的300ppm，使用卧式球磨机以70r/min的转速进行二次球磨，球磨36小时后制备得到二次球磨料。
将所述二次球磨料放入烘箱以120℃烘干16小时，并将烘干后的粉料过40目筛，得到二次烘干料，再将所述二次烘干料与重量浓度为9％的PVA混合得到混合物，并将混合物进行造粒，其中，PVA在所述混合物中的质量分数为12％，造粒过80目筛。将造粒后的粉料用100T压机成型，制备得到成型密度为3.3g/cm3的成型样品。再将成型样品放入高温空气炉中进行烧结，高温空气炉从室温以2℃/min的速率升温至500℃，再以1.66℃/min速率升温至800℃，最后以3℃/min速率升温至最高烧结温度1430℃，保温14h后随炉冷却，制备得到组成化学式为Y2.96Ca0.04Fe4.94Zr0.04Mn0.02O12的旋磁铁氧体材料。
实施例2
按化学式Y2.94Ca0.06Fe4.89Zr0.06Mn0.05O12中的元素比例将纯度为99.95％的Y2O3、纯度为99.5％的CaCO3、纯度为99.6％的Fe2O3、纯度为99.4％的ZrO2以及纯度为99.2％的MnCO3混合得到混合原料，将混合原料、酒精、氧化锆球以800:1000:4500的重量比投入球磨罐中以70r/min的转速进行一次球磨，球磨26小时后制备得到一次球磨料，并加入20mL的分散剂。
将所述一次球磨料放入烘箱以120℃烘干16小时，并将烘干后的粉料过60目筛，得到一次烘干料，再将所述烘干料放进空气烧结炉以1.5℃/min的速度升温到最高预烧温度1050℃进行预烧6小时，制备得到预烧料。
将所述预烧料、酒精、氧化锆球以800:1000:5500的重量比投入球磨罐中，加入Bi2O3的质量为预烧料质量的200ppm，使用卧式球磨机以80r/min的转速进行二次球磨，球磨34小时后制备得到二次球磨料。
将所述二次球磨料放入烘箱以120℃烘干16小时，并将烘干后的粉料过40目筛，得到二次烘干料，再将所述二次烘干料与重量浓度为10％的PVA混合得到混合物，并将混合物进行造粒，其中，PVA在所述混合物中的质量分数为11％，造粒过80目筛。将造粒后的粉料用100T压机成型，制备得到成型密度为3.35g/cm3的成型样品。再将成型样品放入高温空气炉中进行烧结，高温空气炉从室温以2℃/min的速率升温至500℃，再以1.66℃/min速率升温至800℃，最后以3℃/min速率升温至最高烧结温度1450℃，保温12h后随炉冷却，制备得到组成化学式为Y2.94Ca0.06Fe4.89Zr0.06Mn0.05O12的旋磁铁氧体材料。
实施例3
按化学式Y2.92Ca0.08Fe4.88Zr0.08Mn0.04O12中的元素比例将纯度为99.95％的Y2O3、纯度为99.5％的CaCO3、纯度为99.6％的Fe2O3、纯度为99.4％的ZrO2以及纯度为99.2％的MnCO3混合得到混合原料，将混合原料、酒精、氧化锆球以1200:1400:5500的重量比投入球磨罐中以80r/min的转速进行一次球磨，球磨20小时后制备得到一次球磨料，并加入30mL的分散剂。
将所述一次球磨料放入烘箱以120℃烘干16小时，并将烘干后的粉料过60目筛，得到一次烘干料，再将所述烘干料放进空气烧结炉以1.5℃/min的速度升温到最高预烧温度1100℃进行预烧2小时，制备得到预烧料。
将所述预烧料、酒精、氧化锆球以1200:1000:6500的重量比投入球磨罐中，加入Bi2O3的质量为预烧料质量的400ppm，使用卧式球磨机以90r/min的转速进行二次球磨，球磨32小时后制备得到二次球磨料。
将所述二次球磨料放入烘箱以120℃烘干16小时，并将烘干后的粉料过40目筛，得到二次烘干料，再将所述二次烘干料与浓度为11％的PVA混合得到混合物，并将混合物进行造粒，其中，PVA在所述混合物中的质量分数为8％，造粒过80目筛。将造粒后的粉料用100T压机成型，制备得到成型密度为3.4g/cm3的成型样品。再将成型样品放入高温空气炉中进行烧结，高温空气炉从室温以2℃/min的速率升温至500℃，再以1.66℃/min速率升温至800℃，最后以3℃/min速率升温至最高烧结温度1470℃，保温10h后随炉冷却，制备得到组成化学式为Y2.92Ca0.08Fe4.88Zr0.08Mn0.04O12的旋磁铁氧体材料。
实施例4
按化学式Y2.96Ca0.04Fe4.92Zr0.05Mn0.03O12中的元素比例将纯度为99.95％的Y2O3、纯度为99.5％的CaCO3、纯度为99.6％的Fe2O3、纯度为99.4％的ZrO2以及纯度为99.2％的MnCO3混合得到混合原料，将混合原料、酒精、氧化锆球以1100:1250:5100的重量比投入球磨罐中以80r/min的转速进行一次球磨，球磨20小时后制备得到一次球磨料，并加入23mL的分散剂。
将所述一次球磨料放入烘箱以120℃烘干16小时，并将烘干后的粉料过60目筛，得到一次烘干料，再将所述烘干料放进空气烧结炉以1.5℃/min的速度升温到最高预烧温度1100℃进行预烧2小时，制备得到预烧料。
将所述预烧料、酒精、氧化锆球以1200:1250:6200的重量比投入球磨罐中，加入Bi2O3的质量为预烧料质量的200ppm，使用卧式球磨机以90r/min的转速进行二次球磨，球磨32小时后制备得到二次球磨料。
将所述二次球磨料放入烘箱以120℃烘干16小时，并将烘干后的粉料过40目筛，得到二次烘干料，再将所述二次烘干料与重量浓度为11％的PVA混合得到混合物，并将混合物进行造粒，其中，PVA在所述混合物中的质量分数为8％，造粒过80目筛。将造粒后的粉料用100T压机成型，制备得到成型密度为3.32g/cm3的成型样品。再将成型样品放入高温空气炉中进行烧结，高温空气炉从室温以2℃/min的速率升温至500℃，再以1.66℃/min速率升温至800℃，最后以3℃/min速率升温至最高烧结温度1470℃，保温10h后随炉冷却，制备得到组成化学式为Y2.96Ca0.04Fe4.92Zr0.05Mn0.03O12的旋磁铁氧体材料。
对比例1
按化学式Y2.9Ca0.1Fe4.91Zr0.04Mn0.05O12中的元素比例将纯度为99.95％的Y2O3、纯度为99.5％的CaCO3、纯度为99.6％的Fe2O3、纯度为99.4％的ZrO2以及纯度为99.2％的MnCO3混合，其余制备步骤与实施例1相同，制备得到组成化学式为Y2.9Ca0.1Fe4.91Zr0.04Mn0.05O12的旋磁铁氧体材料。
对比例2
按化学式Y2.96Ca0.04Fe4.86Zr0.04Mn0.1O12中的元素比例将纯度为99.95％的Y2O3、纯度为99.5％的CaCO3、纯度为99.6％的Fe2O3、纯度为99.4％的ZrO2以及纯度为99.2％的MnCO3混合，其余制备步骤与实施例1相同，制备得到组成化学式为Y2.96Ca0.04Fe4.86Zr0.04Mn0.1O12的旋磁铁氧体材料。
对比例3
按化学式Y1.96Ca1.04Fe4.125V0.42Zr0.2In0.015Al0.21O12中的元素比例将纯度为99.95％的Y2O3、纯度为99.5％的CaCO3、纯度为99.6％的Fe2O3、纯度为99.2％的V2O5、纯度为99.4％的ZrO2、纯度为99.99％的In2O3以及纯度为99.2％的Al2O3混合，其余制备步骤与实施例1相同，制备得到组成化学式为Y1.96Ca1.04Fe4.125V0.42Zr0.2In0.015Al0.21O12的旋磁铁氧体材料。
对比例4
按化学式Y2.73Ca0.27Fe4.67Sn0.27In0.01Mn0.05O12中的元素比例将纯度为99.95％的Y2O3、纯度为99.5％的CaCO3、纯度为99.6％的Fe2O3、纯度为99.5％的SnO2、纯度为99.99％的In2O3以及纯度为99.2％的MnCO3混合，其余制备步骤与实施例1相同，制备得到组成化学式为Y2.73Ca0.27Fe4.67Sn0.27In0.01Mn0.05O12的旋磁铁氧体材料。
将实施例1-4和对比例1-4制备得到的旋磁铁氧体材料进行性能测试，其中，用排水法测试旋磁铁氧体材料的密度；将旋磁铁氧体材料加工成Φ1.6×22的细棒测试介电常数(ε)；将旋磁铁氧体材料抛光成Φ1圆球测试铁磁共振线宽(△H)；将旋磁铁氧体材料加工成Φ2.5mm圆球测试饱和磁化强度(4πMs)和居里温度(Tc)。测试结果如表1所示。
表1
Figure BDA0003793812420000131
根据表1可知，实施例1-实施例4的居里温度均高于250℃左右，铁磁共振线宽不高于13oe，具有合适的饱和磁化强度，介电常数为14左右，密度不低于5.1g/cm2。而对比例1因其Ca元素过多，导致铁磁共振线宽变大；对比例2因其Mn元素过多，导致铁磁共振线宽过宽；对比例3和对比例4需要额外的V、Sn、In等元素的协同配比才能实现与实施例1-实施例4相近的性能，制造成本较高。
应用实施例
将实施例1-4和对比例1-4制备得到的旋磁铁氧体材料分别加工成套陶瓷环的铁氧体样品(尺寸为20.15×15.8×0.8)，其中，陶瓷环的介电常数为20。将铁氧体样品分别与陶瓷环组装，依次制备得到环形器样品1-8，将样品1-8在758MHz-821MHz条件下进行性能测试，其中，性能值取绝对值。测试结果如表2所示。
表2
Figure BDA0003793812420000141
根据表2可知，本发明通过对旋磁铁氧体材料中的元素进行特定的选择和配比设置，使旋磁铁氧体材料用于制备环形器时，在758MHz-821MHz的频段内的插损小于0.25dB，驻波稳定，隔离较低，且在常温和125℃下三阶互调值较大，可以有效降低三阶互调干扰。而样品5和样品6常温损耗偏大；样品7常温损耗偏大，高温IMD3偏小；而样品8高温IMD3不足70。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种旋磁铁氧体材料，其特征在于，所述旋磁铁氧体材料的组成化学式为Y3- aCaaFe5-b-cZrbMncO12，其中，0.04≤a≤0.08，0.04≤b≤0.08，0.01≤c≤0.05，a=b。
2.一种如权利要求1所述的旋磁铁氧体材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
按化学式Y3-aCaaFe5-b-cZrbMncO12中的元素比例将Y的含氧化合物、Ca的含氧化合物、Fe的含氧化合物、Zr的含氧化合物以及Mn的含氧化合物混合得到混合原料，将所述混合原料进行一次球磨，得到一次球磨料；
将所述一次球磨料烘干后过筛，得到40目-80目的一次烘干料，再将所述烘干料进行预烧，得到预烧料；
将所述预烧料进行二次球磨，得到二次球磨料；以及
将所述二次球磨料烘干后过筛，得到40目-80目的二次烘干料，依次进行造粒、成型和烧结，得到旋磁铁氧体材料。
3.根据权利要求2所述的旋磁铁氧体材料的制备方法，其特征在于，所述将所述预烧料进行二次球磨的步骤中，还加入助溶剂，所述助溶剂选自Bi2O3、B2O3中的至少一种。
4.根据权利要求2所述的旋磁铁氧体材料的制备方法，其特征在于，所述二次烘干料进行成型的步骤中，成型密度为3.3g/cm3-3.4g/cm3。
5.根据权利要求2所述的旋磁铁氧体材料的制备方法，其特征在于，所述将所述混合原料进行一次球磨的步骤中，所述混合原料与溶剂、磨球的重量比为(800-1200):(1000-1400):(4500-5500)；
所述将所述预烧料进行二次球磨的步骤中，所述预烧料与溶剂、磨球的重量比为(800-1200):(1000-1400):(5500-6500)。
6.根据权利要求2所述的旋磁铁氧体材料的制备方法，其特征在于，所述一次球磨的转速为60r/min-80r/min，时间为20h-32h；
所述二次球磨的转速为70r/min-90r/min，时间为32h-36h。
7.根据权利要求2所述的旋磁铁氧体材料的制备方法，其特征在于，所述预烧的温度为1000℃-1100℃，时间为2h-10h；
所述烧结的温度为1430℃-1470℃，时间为10h-14h。
8.一种如权利要求1所述的旋磁铁氧体材料在制备环形器中的应用。
9.根据权利要求8所述的旋磁铁氧体材料在制备环形器中的应用，其特征在于，由所述旋磁铁氧体材料制备得到的环形器在758MHz-821MHz的频段内的插损小于或等于0.25dB。
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