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????????石榴石型微波鐵氧體材料具有很窄的鐵磁共振線寬、低的介電損耗以及小的磁晶各向異性。由于損耗低性能優(yōu)良,目前在微波鐵氧體器件的應(yīng)用中占有統(tǒng)治地位。

1)釔鐵石榴石鐵氧體

????????釔鐵石榴石的分子式為Y3Fe5O12,記為YIG,是發(fā)現(xiàn)得最早(1956)的石榴石型鐵氧體。各種實用的石榴石型微波鐵氧體材料都是由YIG派生出來的。

2)釔鋁石榴石鐵氧體

????????YAlIG是早期通用石榴石材料。YAlIG的特點(diǎn)是所需的燒結(jié)溫度很高(~1500°C)。一次球磨的混合效果對Al3離子參與固相反應(yīng)、進(jìn)入石榴石晶位的程度影響較大。

3)窄線寬石榴石鐵氧體

????????其DH£10Oe,是低損耗環(huán)行器隔離器的必用材料。主要有YCaInVIG、YCaSnVIG和YCaInGeIG。

多晶材料的線寬可表示為

ΔH多晶H內(nèi)稟+ΔH各向異性+ΔH氣孔+ΔH固相反應(yīng)?

????????在小線寬材料配方中為了降低各向異性常數(shù)K1和ΔH各向異性的貢獻(xiàn),需要采用In3、Zr4、Sn4+等半徑大的離子去取代八面體位的Fe3。同時為了降低氣孔、另相致寬ΔH氣孔以及固相反應(yīng)不完全致寬ΔH固相反應(yīng)的影響,要求材料有良好的顯微結(jié)構(gòu),如氣孔率低、相純度高、晶粒尺寸較大而均勻等,所以要求材料制備工藝水平要高。

4)鉍鈣釩石榴石鐵氧體

????????BiCaVIG燒結(jié)溫度較低,是一類不含的石榴石鐵氧體材料,具有低成本、低磁矩、低DH、高居里溫度等所謂三低一高的優(yōu)點(diǎn)。

????????BiCaVIG的分子式為Bi32xCa2xVxFe5-xO12,一般取x>1.0,因此它是a位磁矩占優(yōu)勢的石榴石鐵氧體。實用BiCaVIG材料Ms一般僅限于64~32kA/m, 4pMs: 800~400Gs。為了改善DH,通常還采用了少量Ge4+對四面體位的Fe3+的取代。

5) 釔釓石榴石鐵氧體

????????

 Y3(1-x)Gd3xFe5O12的Ms溫度特性

圖10 Y3(1-x)Gd3xFe5O12的Ms溫度特性[8.15].

????????如圖10所示,釓石榴石(GdIG)的飽和磁化強(qiáng)度Ms具有室溫附近的補(bǔ)償點(diǎn)。用Gd3取代了Y3離子的釔釓石榴石Y3-xGdxFe5O12隨Gd3含量x的增加,室溫的Ms降低,但居里溫度不降,Ms的補(bǔ)償點(diǎn)θc逐漸向室溫移動,因而適當(dāng)調(diào)節(jié)Gd含量可獲得室溫附近具有良好溫度穩(wěn)定性的材料。又由于含有Gd,DHk比較大,所以能承受較高的功率。以上特點(diǎn)使得YGdIGs在工程上的用量不斷擴(kuò)大。

????????但是隨Gd含量增加DH也增大。實用YGdIG常采用In(或Sn)和CaV(Ge)的取代,以使DH和溫度系數(shù)αM達(dá)到比YGdAlIG更好的折衷,獲得更佳綜合性能。