科晶文獻(xiàn)角-高性能YIG靶材制備工藝
發(fā)布時間：2020-08-06
鐵氧體材料：
鐵氧體材料是鐵元素與其他一種或多種金屬元素組成的復(fù)合氧化物。它和金屬元素比，有更高的電阻率，通常在102到108?/cm，具有非金屬的導(dǎo)電性。由于微波階段電磁波不能穿透一般金屬，而鐵氧體的介電常數(shù)較小，通常在10到20之間，微波可以貫穿，所以鐵氧體材料適合制作微波器件。
分類：
鐵氧體 按磁學(xué)特性分 | 軟磁鐵氧體 | |
永磁鐵氧體 | ||
旋磁鐵氧體 | 按晶體分： 尖晶石型鐵氧體 磁鉛石型鐵氧體 石榴石型鐵氧體 | |
矩磁鐵氧體 | ||
壓磁鐵氧體 | ||
釔鐵石榴石鐵氧體（Y3Fe5O12，簡稱 YIG）是一種有出色磁學(xué)特性的鐵氧體材料，因為其良好的旋磁效應(yīng)和較低的鐵磁共振線寬而被大量應(yīng)用于制作微波器件。
YIG制備工藝：
傳統(tǒng)工藝 | 氧化物法：又叫固相燒結(jié)法。最常用的制備 YIG 塊材方法，將原料按比例混合第一次球磨，利于后面預(yù)燒反應(yīng)。球磨后就是取出烘干，預(yù)燒；然后二次球磨，再烘干，然后進(jìn)入最后的造粒成型，燒結(jié)成塊。 | 優(yōu)點：原料的配比可以準(zhǔn)確控制；生產(chǎn)工藝簡單，適合大規(guī)模生產(chǎn)。 缺點：對金屬氧化物原料的純度要求較高；獲得的樣品顆粒較大，不夠致密；而且需要大量時間。 |
化學(xué)共沉淀法：將反應(yīng)原料硝酸釔與硝酸鐵按比例混合形成溶液，利用混入PEG-20000 非離子表面活性劑的氨水作為沉淀劑。混合溶液滴入沉淀劑時引入超 聲波與磁力攪拌，沉淀得到前軀體。最后通過烘干，研磨，壓片燒結(jié)成型。 | 優(yōu)點：材料大小均勻，易提純，活性好；對設(shè)備要求低，可以實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)。 缺點：在沉淀時易生成雜質(zhì)。 | |
溶膠凝膠法：將反應(yīng)原料硝酸釔與硝酸鐵按比例混合形成溶液，加入絡(luò)合劑檸檬酸，并加入氨水調(diào)節(jié) p H 值，在水浴攪拌后形成溶膠。溶膠干燥后研磨，預(yù)燒去除有機(jī)物，最后壓片燒結(jié)成型。 | 優(yōu)點：反應(yīng)條件溫和，燒結(jié)溫度較低；樣品純度高；設(shè)備簡單。 缺點：樣品的收縮率高，要去除很多殘留物； 溶膠凝膠法的生產(chǎn)還會對環(huán)境造成危害。 | |
新型工藝 | 兩步燒結(jié)制備工藝： 先將得到的納米級別YIG粉體壓片,制出生坯，過程如下： (1) 將取出的YIG粉末放入研缽研磨均勻，然后加入質(zhì)量為YIG粉末質(zhì)量的5%的聚乙烯醇溶液（PVA）作為粘合劑，溶液濃度為8%。研磨均勻后，將其倒入模具中，用200MPa 壓制第一次成型。 (2) 將首次成型的生坯倒出，再從新用研缽研磨成粉過篩，篩子用80目和140目的。取中間的顆粒均勻的粉體壓片，同樣以200MPa 壓強(qiáng)壓制成片。將壓出的片放入馬弗爐進(jìn)行排膠，以4℃/min升溫到650℃保溫 3 小時，排除 PVA，得到排完膠的片。 (3) 接下來排完膠的YIG 塊材采用兩種燒結(jié)方法。首以10℃/min 的速率升到不同的溫度 T（1100-1400℃），不保溫，立刻以25℃/min 的速率降到室溫，以此燒結(jié)后結(jié)果反應(yīng)的密度與晶粒尺寸變化規(guī)律，來確定兩步燒結(jié)的T1和T2。 (4) 在兩步燒結(jié)時，將YIG塊材以10℃/min 升到T1，然后立馬以25℃/min的速率降到T2，保溫不同的時間t，最后以最優(yōu)的燒結(jié)條件得到晶粒小而致密的YIG塊材。 | 優(yōu)點：能在抑制晶粒生長的同時得到致密化的樣品； |
內(nèi)容摘至《高性能YIG靶材及薄膜的制備與性能的研究》
Copyright © 2019 合肥科晶材料技術(shù)有限公司 版權(quán)所有 皖I(lǐng)CP備09007391號-1 
皖公網(wǎng)安備 34012302000974號
查看誠信檔案
