本发明属于电子材料领域，具体涉及一种低线宽的低温烧结旋磁铁氧体移相器基板及其制备方法。
背景技术：
1、随着5g/6g无线通信领域的高速发展，微波通信在通信基站、卫星、以及武器装备中雷达的快速发展需求。工作频率向微波段扩展及电子设备高度集成，对微波器件尺寸和综合性能提出更高要求。此外，微波传播频率比低频高20-30ghz，为了保证覆盖范围，系统需要大幅度增加天线的数目，这就带来至少10倍量级的微波移相器集成增量，极大增加了通信系统的损耗和面积。同时，新一代通信系统要求微波移相器朝着小型化、高性能化和集成化的方向发展。铁氧体材料与低温共烧陶瓷(low temperature co-fired ceramics，ltcc)技术相匹配，为微波铁氧体移相器小型化问题提供了有效的解决方案。对于微波移相器的设计，传统的铁氧体材料作为移相器的基板，在更高微波段频率下面临损耗增大的难题。加之，ltcc技术要求铁氧体共烧温度低于银电极熔点温度(961℃)，传统铁氧体材料在低温烧结下铁氧体低温烧结的材料致密性较差、生长动力不足、晶粒尺寸小，会引起铁氧体材料旋磁性能恶化、损耗增大等一系列瓶颈问题，限制了微波铁氧体器件小型化发展。传统高温烧结铁氧体具有良好的致密性，但无法实现小型化。因此，微波移相器小型化和低损耗难以兼顾的问题是直接影响现代雷达和通信系统综合性能的主要原因。发展新型高性能、低损耗微波移相器基板材料是解决上述问题的关键，其中，降低旋磁铁氧体材料的烧结温度同时保持低线宽是急需解决的技术难题。
技术实现思路
1、为了克服现有技术不足，本发明的目的在于，针对背景技术中面临的需求问题，提出了一种低线宽的低温烧结旋磁铁氧体移相器基板及其制备方法。
2、本发明所述低线宽的低温烧结旋磁铁氧体移相器基板材料是基于nicuzn铁氧体中采用bi3+离子取代fe3+离子来降低烧结温度同时调节旋磁性能。同时，为了进一步获得更低的线宽，采用纳米lizn铁氧体掺杂，进一步优化nicuzn铁氧体的铁磁共振线宽。低线宽的旋磁铁氧体基板在微波器件应用中，能够降低微波器件的微波损耗，满足微波移相器在5g/6g通信基站、有源相控阵雷达的广泛应用需求，进一步推动电子科技和信息技术的进步。
3、为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
4、一种低线宽的低温烧结旋磁铁氧体移相器基板及其制备方法，其特征在于，所述铁氧体材料为ni0.18cu0.2zn0.62bi0.02fe1.98o4-纳米lizn尖晶石型铁氧体(以下简称为nicuznbi-纳米lizn)材料，采用热压烧结工艺，制备具有低铁磁共振线宽和低温烧结的旋磁铁氧体移相器基板。
5、所述一种低线宽的低温烧结旋磁铁氧体移相器基板是基于nicuzn铁氧体中采用bi3+离子取代fe3+离子，进行低温烧结下低线宽调控，低线宽的基板在微波器件应用中，增大器件可工作区域范围，直接降低了微波器件的损耗。而低温烧结能够匹配ltcc工艺，实现微波器件的集成化。采用bi3+离子取代fe3+离子，获得低线宽的微波特性，由于bi2o3具有降低铁氧体烧结温度的作用，因此采用bi3+取代nicuzn铁氧体的fe3+来降低尖晶石铁氧体的烧结温度；进一步，通过添加不同含量的纳米lizn铁氧体优化nicuznbi铁氧体的微观结构，提升致密化程度。通过热压烧结法制备铁氧体基板材料，在工艺中通过施加不同的压力和烧结温度工艺，制备出低线宽的低温烧结旋磁铁氧体材料，满足移相器基板材料。
6、一种低线宽的低温烧结旋磁铁氧体移相器基板及其制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下几个步骤：
7、步骤1、按照ni0.18cu0.2zn0.62bi0.02fe1.98o4(简称nicuznbi)的化学计量比称量反应物，反应物为氧化镍(nio)，氧化铜(cuo)，氧化锌(zno)，氧化铋(bi2o3)，和三氧化二铁(fe2o3)；
8、步骤2、将步骤1按照化学计量比称取原料，制备nicuznbi铁氧体的烧结粉料，具体工艺方法如下：
9、2.1将称取的原料置于尼龙球磨罐中，采用氧化锆以及去离子水做磨介，一次球磨工艺，球磨时间为4-8小时，转速220-280转/分钟，取出后鼓风干燥箱中烘干；
10、2.2将步骤2.1得到的烘干粉料在高温炉中预烧结，温度为860–890℃，保温时间为2-4小时，得到nicuznbi铁氧体预烧粉料；
11、步骤3、纳米lizn制备，具体工艺方法如下：
12、3.1按照li0.361zn0.26fe2.367o4的化学计量比称量反应物，反应物为硝酸锂(lino3)，硝酸锌(zn(no3)2·6h2o,)，硝酸铁(fe(no3)3·6h2o)，氢氧化钠(naoh)，将其溶解到去离子水中，采用磁力搅拌器搅拌，并将磁力搅拌器的温度设置为15℃-35℃进行滴定氢氧化钠溶液，调整ph值至8-10；
13、3.2滴定结束后将混合物转移到超声波清洗仪中，超声20-40分钟；
14、3.3静置10-20分钟将混合物转移到反应釜中。反应釜起始温度设置为室温20℃-25℃，最高温度设置为180℃-280℃,升温速度为1～2℃/分钟，反应釜转速统一为180-220转/分钟，保温时间为5小时～40小时，升温保温时间到达后关闭加热，使电机持续转动，以保持降温时间段反应物的均匀性，冷却到室温后取出物料抽滤，洗涤至ph接近7左右，再加入无水乙醇洗涤一次，保证物料的分散性与纯净度；
15、3.4将物料转移至烘箱中干燥，后研磨至粉末状，得到纳米lizn粉料；
16、步骤4、将步骤2得到的nicuznbi铁氧体预烧粉和步骤3得到的纳米lizn粉料按照nicuznbi-x纳米lizn铁氧体(其中，x＝2.0wt％～8wt％)装入球磨罐中，并加入氧化锆以及去离子水做磨介，进行二次球磨，球磨时间为8-12小时，转速220-250转/分钟，球磨结束后取出，鼓风干燥箱中烘干，得到烘干后的低线宽nicuznbi-纳米lizn粉料；
17、步骤5、采用热压烧结工艺过程，将步骤4中得到的烧结粉料，放入热压烧结磨具中，加压20mpa-60 mpa，升温速率1-2℃/分钟，烧结温度850-940℃，取出，测试。
18、本发明还提供了上述具有低线宽的低温烧结旋磁铁氧体移相器基板作为微波移相器的应用。
19、与现有技术相比，本发明的有益效果为：
20、1、本发明提供的一种具有低线宽的低温烧结旋磁铁氧体移相器基板，材料配方为ni0.18cu0.2zn0.62bi0.02fe1.98o4尖晶石型铁氧体材料，通过bi3+离子取代实现nicuzn铁氧体的低温烧结及低温烧结下微观结构致密化调节。第二次球磨采用纳米lizn添加剂，进一步调控低温烧结下铁氧体材料的旋磁性能，制备具有低温烧结和低线宽尖晶石型旋磁铁氧体移相器基板，满足微波移相器的应用需求。
21、2、本发明提供的一种低线宽的低温烧结旋磁铁氧体移相器基板，具有低温烧结下高剩磁比，高饱和磁化强度和低铁磁共振线宽等特性。
1.一种低线宽的低温烧结旋磁铁氧体移相器基板及其制备方法，其特征在于，所述铁氧体材料为ni0.18cu0.2zn0.62bi0.02fe1.98o4-纳米lizn尖晶石型铁氧体(以下简称为nicuznbi-纳米lizn)材料，采用热压烧结工艺，制备一种低线宽的低温烧结旋磁铁氧体移相器基板。
2.根据权利要求1所述的一种低线宽的低温烧结旋磁铁氧体移相器基板，其特征在于，所述的一种低线宽的低温烧结旋磁铁氧体移相器基板是基于nicuzn铁氧体中采用bi3+离子取代fe3+离子，进行低温烧结下低线宽调控，低线宽的基板在微波器件应用中，增大器件可工作区域范围，直接降低了微波器件的损耗。而低温烧结能够匹配ltcc工艺，实现微波器件的集成化；采用bi3+离子取代fe3+离子，获得低线宽的微波特性，由于bi2o3具有降低铁氧体烧结温度的作用，因此采用bi3+取代nicuzn铁氧体的fe3+来降低尖晶石铁氧体的烧结温度；进一步，通过添加不同含量的纳米lizn铁氧体优化nicuznbi铁氧体的微观结构，提升致密化程度；通过热压烧结法制备铁氧体基板材料，在工艺中通过施加不同的压力和烧结温度工艺，制备出低线宽的低温烧结旋磁铁氧体材料，满足移相器基板材料。
3.根据权利要求1所述的一种低线宽的低温烧结旋磁铁氧体移相器基板及其制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下几个步骤：
4.权利要求1或2所述的低线宽的低温烧结旋磁铁氧体基板，作为微波器件中移相器的基板材料。
5.权利要求3所述的方法得到低线宽的低温烧结旋磁铁氧体移相器基板。
