本發(fā)明屬于電子材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及具有窄線寬和適用于X波段環(huán)行器的YIG鐵氧體材料的基板制備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

鐵氧體微帶環(huán)行器是當(dāng)代通信系統(tǒng)中的一個(gè)重要元器件，在微波市場(chǎng)中和快速增長(zhǎng)的無(wú)線通信市場(chǎng)中扮演著非常重要的角色，大量應(yīng)用于航天、通信、醫(yī)療等領(lǐng)域，是各種移動(dòng)通信設(shè)備中不可或缺的關(guān)鍵器件。X波段（8~12GHz）微帶鐵氧體環(huán)形器在雷達(dá)系統(tǒng)中具有重要作用，可以和微帶介質(zhì)腔穩(wěn)頻振蕩器及微帶混頻器共同組成X波段多普勒雷達(dá)的集成前端，具有小型、輕便等優(yōu)點(diǎn)，更適合用于便攜設(shè)備和飛行器。

為了滿足環(huán)行器性能要求，鐵氧體厚膜片通常由大塊材料經(jīng)精密磨加工而成，這不僅效率不高，而且會(huì)導(dǎo)致成本較高。采用流延工藝研制鐵氧體厚膜，并輔以減薄工藝對(duì)鐵氧體厚膜進(jìn)行精細(xì)加工，不僅能夠降低鐵氧體厚膜片成型和加工難度，而且能夠有效提高成品率。但流延工藝制備的厚膜氣孔率通常較高，密度相對(duì)較低，微波磁損耗較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種具有適用于X波段 (4πMs為1800Gauss左右)，而且具有溫度穩(wěn)定性好、低線寬、介電損耗小等優(yōu)點(diǎn)的一種基于流延工藝X波段鐵氧體環(huán)行器基板的制備方法。

為達(dá)上述目的，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中提供了X波段環(huán)行器用YIG 鐵氧體厚膜材料制備方法，其特征在于，包括下述步驟：

1.主料配方：采用Y_3-xCa_xSn_xFe_5-xO₁₂，x=0.06；

2.一次球磨：采用行星式球磨機(jī)，利用鋯球，在241r/min的條件下

3.預(yù)燒：在1000℃~1200℃條件下預(yù)燒，保溫1~3小時(shí)；

4.摻雜：加入以下添加劑：0.2wt%Bi₂O₃，0.10wt%BaTiO₃；

5.二次球磨：粉料加入40~50wt%的有機(jī)粘合劑和40~50wt%的無(wú)水乙醇，球磨4~8小時(shí)；

6.流延成型：將漿料通過(guò)流延得到厚度為100~120μm的生膜帶；

7.疊層：根據(jù)厚度需要，生膜帶疊片為8~15層，在6MPa下壓制成型；

8.燒結(jié)：在空氣氛圍中與1360~1440℃下保溫4小時(shí)。

綜上所述，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明采用氧化物陶瓷流延工藝，結(jié)合致密化燒結(jié)技術(shù)，研制了適用于X波段微帶環(huán)行器基于YIG鐵氧體材料的厚膜基板的制備方法。石榴石型YIG(Y₃Fe₅O₁₂)鐵氧體材料由于其具有良好的電磁與旋磁性能，而廣泛地應(yīng)用在微波器件中，如環(huán)行器、隔離器等。利用厚膜流延工藝可以制備飽和磁化強(qiáng)度在1800Gauss，溫度穩(wěn)定性好，鐵磁共振線寬窄，低介電損耗的鐵氧體微波器件，結(jié)合仿真，可以得出本發(fā)明有利于拓寬X波段鐵氧體環(huán)行器帶寬，具有低回波損耗、低插入損耗，以及高隔離度等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例1中制備YIG鐵氧體材料的掃描電鏡照片；

圖2為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例2中制備YIG鐵氧體材料的掃描電鏡照片；

圖3為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例3中制備YIG鐵氧體材料的掃描電鏡照片；

圖4為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例1、2中制備YIG鐵氧體材料的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度照片；

圖5為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例1、2中制備YIG鐵氧體材料的密度照片；

圖6為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例1、2中制備YIG鐵氧體材料的剩磁照片；

圖7為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例1、2中制備YIG鐵氧體材料的矯頑力照片；

圖8為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例3中制備YIG鐵氧體材料的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度照片。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供了一種基于流延工藝環(huán)行器基板的制備方法，本發(fā)明的YIG鐵氧體厚膜材料主配方按分子式計(jì)算，添加劑成分按質(zhì)量百分比計(jì)算。本發(fā)明所述的基于YIG鐵氧體利用流延工藝制備的鐵氧體厚膜包括以下步驟：

實(shí)施例1：

1）主料配方：采用Y_3-xCa_xSn_xFe_5-xO₁₂，x=0.06；

2）一次球磨：采用行星式球磨機(jī)，利用鋯球，在241r/min的條件下，球磨4~8小時(shí)；

3.預(yù)燒：在1000℃~1200℃條件下預(yù)燒，保溫1~3小時(shí)；

4.摻雜：加入以下添加劑：0.2wt%Bi₂O₃，0.10wt%BaTiO₃；

5.二次球磨：采用行星式球磨機(jī)，粉料在原有基礎(chǔ)上加入40~50wt%的有機(jī)粘合劑和40~50wt%的無(wú)水乙醇，利用鋯球，在241r/min的條件下，球磨4~8小時(shí)；

6.流延成型：將上述步驟所得漿料通過(guò)流延得到厚度為100~120μm的生膜帶；

7.疊層：根據(jù)厚度需要，生膜帶疊片為8~15層，在6MPa下壓制成型；

8.燒結(jié)：在空氣氛圍中與1400℃下保溫4小時(shí)。

9.測(cè)試：經(jīng)過(guò)以上工藝制備出的YIG鐵氧體厚膜，采用掃描電子顯微鏡（SEM）觀測(cè)樣品顯微結(jié)構(gòu)，采用振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)（VSM）測(cè)試樣品比飽和磁化強(qiáng)度，采用排水法測(cè)試樣品密度，根據(jù)密度和比飽和磁化強(qiáng)度計(jì)算飽和磁化強(qiáng)度，采用8232測(cè)試樣品飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度、剩磁、矯頑力以及矩形比。

實(shí)施例2：

1）主料配方：采用Y_3-xCa_xSn_xFe_5-xO₁₂，x=0.09；

2）一次球磨：采用行星式球磨機(jī)，利用鋯球，在241r/min的條件下，球磨4~8小時(shí)；

3.預(yù)燒：在1000℃~1200℃條件下預(yù)燒，保溫1~3小時(shí)；

4.摻雜：加入以下添加劑：0.2wt%Bi₂O₃，0.10wt%BaTiO₃；

5.二次球磨：采用行星式球磨機(jī)，粉料在原有基礎(chǔ)上加入40~50wt%的有機(jī)粘合劑和40~50wt%的無(wú)水乙醇，利用鋯球，在241r/min的條件下，球磨4~8小時(shí)；

6.流延成型：將上述步驟所得漿料通過(guò)流延得到厚度為100~120μm的生膜帶；

7.疊層：根據(jù)厚度需要，生膜帶疊片為8~15層，在6MPa下壓制成型；

8.燒結(jié)：在空氣氛圍中與1400℃下保溫4小時(shí)。

實(shí)施例3：

1.主料配方：采用Y_3-xCa_xSn_xFe_5-xO₁₂，x=0.06；

2.一次球磨：采用行星式球磨機(jī)，利用鋯球，在241r/min的條件下，球磨4~8小時(shí)；

3.預(yù)燒：在1000℃~1200℃條件下預(yù)燒，保溫1~3小時(shí)；

4.摻雜：加入以下添加劑：0.2wt%Bi₂O₃，0.10wt%BaTiO₃；

5.二次球磨：采用行星式球磨機(jī)，粉料在原有基礎(chǔ)上加入40~50wt%的有機(jī)粘合劑和40~50wt%的無(wú)水乙醇，利用鋯球，在241r/min的條件下，球磨4~8小時(shí)；

6.流延成型：將上述步驟所得漿料通過(guò)流延得到厚度為100~120μm的生膜帶；

7.疊層：根據(jù)厚度需要，生膜帶疊片為8~15層，在6MPa下壓制成型；

8.燒結(jié)：在空氣氛圍中與1420℃下保溫4小時(shí)。