本发明涉及旋磁材料领域，具体涉及一种低损耗YGd旋磁材料及其制备方法。
背景技术：
YGd旋磁材料在微波技术中应用广泛，占有相当重要的地位。利用YGd旋磁材料的旋磁特性及其非线性效应等，已制成了多种YGd旋磁器件，如隔离器、移相器、环行器、快速开关、调制器、振荡器、倍频器、限幅器、放大器等，广泛用于航空、航天、电子通信、微波加热、微波杀菌、微波医疗等领域。这些器件的性能除了与器件本身结构及其装配状况有关外，在很大程度上取决于旋磁铁氧体材料的配方设计及制作工艺，特别是烧结工艺。
中国专利公开号CN105236948A公开了Ka波段环行器用NiCuZn铁氧体厚膜材料制备方法，包括下述步骤：1)主料配方：采用48.0～49.0mol％Fe2O3，19～21.0mol％ZnO，4.0～5.0mol％CuO，26.0～27.0mol％NiO；2)一次球磨；3)预烧：在800～1000℃预烧，保温1～3小时；4)掺杂：加入以下添加剂：0.05～0.1wt％CaO，0.05～0.1wt％Bi2O3；5)球磨浆料：粉料加入40～50wt％有机粘合剂和40～50wt％无水乙醇，球磨4～8小时；6)流延成型：浆料流延得到厚度为50～60μm的生膜带；7)叠片：生膜带叠片为20～22层膜，在5～7MPa下压制成厚度为100～140μm的生坯；8)烧结：在空气中于1020～1080℃下保温烧结1～3小时。采用该发明制备的铁氧体材料具有高饱和磁化强度(4πMs)，而且具有温度稳定性好、电阻率高和微波损耗低等优点。
中国专利公开号CN104072125A公开了一种低损耗功率旋磁材料及其制备方法。该旋磁材料由下列重量份的原料组成：Bi2O315-20份，V2O54-8份，Gd2O315-20份，In2O35-9份，CaCO313-17份，Al(OH)30.2-1.5份，Fe2O330-35份，SnO21-2.5份，与现有技术相比，该发明的有益效果是，制备方法制备的低损耗功率旋磁材料(BiCaV材料)不使用Y(氧化钇)，节约使用了稀土资源，而且具有低磁矩、低△H、高居里温度等优点，还具有烧结温度低，能耗小的优点。
随着微波通信技术的不断发展，对小型化、低损耗、高功率环行器/隔离器的需求越来越多，要使器件同时兼备这三种特性，提高作为环行器/隔离器核心元件的旋磁材料的功能特性是十分必要的。通常而言，器件小型化后其损耗会变大，功率承受能力会下降；有的场合在降低器件损耗的同时功能承受能力会降低。本发明解决了上述问题，提供一种可使制得的环行器/隔离器兼具小型化、低损耗和高功率性能的YGd旋磁材料及其制备方法。
技术实现要素：
本发明的目的在于解决以上技术问题，提供一种低损耗YGd旋磁材料及其制备方法，应用该制备方法制备的YGd旋磁材料，解决了现有技术中的不足，装入C波段的小型化环行器后，在使器件插入损耗降低的同时，当对器件施加峰值功率时，器件工作稳定，损耗维持在较低水平(增量≤5％)。
为解决上述问题，本发明采用以下技术方案：
一种低损耗YGd旋磁材料，由以下原料以重量份计组成：Y2O3 20-35份，Gd2O3 20-30份，In2O3 1-3份，Al2O3 0.5-1.5份，Fe2O3 35-45份，CuO 0.1-0.5份；
进一步地，由以下原料以重量份计组成：Y2O3 27-28份，Gd2O3 24-25份，In2O3 2.3-2.7份，Al2O3 0.8-1.2份，Fe2O3 42-44份，CuO 0.1-0.2份；
更进一步地，由以下原料以重量份计组成：Y2O3 27.9份，Gd2O3 24.5份，In2O3 2.5份，Al2O3 1份，Fe2O3 43.8份，CuO 0.17份。
上述低损耗YGd旋磁材料的制备方法，包括以下制备步骤：
(1)配料：按照原料各组分的比例进行配料，得到料A；
(2)一次球磨：将按照重量比料A：水：钢球＝1：1.0-1.4：4.3-4.7加入转速为50-70r/min球磨机中，球磨16-24h，得到料浆A；
(3)出料烘干：将料浆A在160-200℃下烘干2-6h，得到干料；
(4)预烧：将干料过60目标准分样筛，然后在900-1200℃预烧2-6h，得到料B；
(5)二次球磨：将按照重量比料B：水：钢球＝1：1.0-1.3：3.3-3.7加入转速为80-100r/min球磨机中，球磨16-30h，得到料浆B；
(6)烘干造粒：将料浆B在100-140℃下烘干8-12h，加入料浆B质量9-11％的粘结剂造粒，过120目标准分样筛，得到粉料；
(7)成型：将粉料晾干，然后在压力为10-14MPa下压制成型，得到样品；
(8)烧结：将样品在1300-1500℃下烧结6-10h。
进一步地，所述一次球磨和二次球磨中的水均为去离子水。
进一步地，所述步骤(4)中预烧是在箱式电阻炉中完成。
进一步地，所述步骤(6)中粘结剂为PVA胶水，质量浓度为9-11％。
本发明一种低损耗YGd旋磁材料及其制备方法，与现有技术相比，其突出的特点和优异的效果在于：
1.本发明中制备方法制备的低损耗YGd旋磁材料，装入C波段的小型化环行器后，在使器件插入损耗降低的同时，当对器件施加峰值功率时，器件工作稳定，损耗维持在较低水平(增量≤5％)；
2.本发明的制备方法简单，成本低，制得的低损耗YGd旋磁材料性能优异，具有广阔的市场和应用前景。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包含在本发明的范围内。
实施例1
一种低损耗YGd旋磁材料，该旋磁材料由下列重量份的组分组成：Y2O3 27.9份，Gd2O324.5份，In2O3 2.5份，Al2O3 1份，Fe2O3 43.8份，CuO 0.17份。
生产该旋磁材料1000g，各组分的具体用量如下：Y2O3 279g，Gd2O3 245g，In2O325g，Al2O3 10g，Fe2O3 438g，CuO 1.7g。
上述的一种低损耗YGd旋磁材料的制备方法，它包括下述步骤：
(1)配料：按照原料各组分的比例进行配料；
(2)一次球磨：按照重量比原料：水：钢球＝1：1.2:4.5，具体用量为：1000g，1200g，4500g，球磨机转速为60r/min，球磨时间为18h；
(3)出料烘干：将装有球磨好的料浆进行烘干，烘干温度为180℃，烘干时间为4h；
(4)预烧：将烘干后的料过60目标准分样筛，然后放入箱式电阻炉中预烧，预烧温度为1050℃，保温2-6h；
(5)二次球磨：按照重量比原料：水：钢球＝1：1.1:3.5，具体用量为：1000g，1100g，3500g球磨机转速为90r/min，球磨时间为24h；
(6)烘干造粒：将装有二次球磨好的料浆进行烘干，烘干温度为120℃，烘干时间为10h，加入浓度为10％，料浆B质量10％PVA胶水造粒，过120目标准分样筛；
(7)成型：将过筛好、含水率为3.2％的粉料，进行样品压制，压制压力为12MPa；
(8)烧结：将压制好的样品进行烧结，烧结温度为1430℃，保温时间为6h。
实施例2
一种低损耗YGd旋磁材料，该旋磁材料由下列重量份的组分组成：Y2O3 27.94份，Gd2O324.55份，In2O3 2.52份，Al2O3 0.98份，Fe2O3 43.76份，CuO 0.17份。
生产该旋磁材料1000g，各组分的具体用量如下：Y2O3 279.4g，Gd2O3 245.5g，In2O325.2g，Al2O3 9.8g，Fe2O3 437.6g，CuO 1.7g。
上述的一种低损耗功率旋磁材料的制备方法，它包括下述步骤：
(1)配料：按照原料各组分的比例进行配料；
(2)一次球磨：按照重量比原料：水：钢球＝1：1.4:4.3，具体用量为：1000g，1400g，4300g球磨机转速为50r/min，球磨时间为24h；
(3)出料烘干：将装有球磨好的料浆进行烘干，烘干温度为200℃，烘干时间为2h；
(4)预烧：将烘干后的料过60目标准分样筛，然后放入箱式电阻炉中预烧，预烧温度为1100℃，保温6h；
(5)二次球磨：按照重量比原料：水：钢球＝1：1.0:3.7，具体用量为：1000g，1000g，3700g球磨机转速为87r/min，球磨时间为24h；
(6)烘干造粒：将装有二次球磨好的料浆进行烘干，烘干温度为140℃，烘干时间为8h，加入浓度为11％，料浆B质量9％PVA胶水造粒，过120目标准分样筛；
(7)成型：将过筛好、含水率为3.4％的粉料晾干，进行样品压制，压制压力为10MPa；
(8)烧结：将压制好的样品进行烧结，烧结温度为1430℃，保温时间为6h。
实施例3
一种低损耗YGd旋磁材料，该旋磁材料由下列重量份的组分组成：Y2O3 27.9份，Gd2O324.5份，In2O3 2.5份，Al2O3 1份，Fe2O3 42.7份，CuO 0.17份。
生产该旋磁材料1000g，各组分的具体用量如下：Y2O3 279g，Gd2O3 245g，In2O325g，Al2O3 10g，Fe2O3 427g，CuO 1.7g。
上述的一种低损耗功率旋磁材料的制备方法，它包括下述步骤：
(1)配料：按照原料各组分的比例进行配料；
(2)一次球磨：按照重量比原料：水：钢球＝1：1：4.7，具体用量为：1000g，1000g，4700g，球磨机转速为70r/min，球磨时间为16h；
(3)出料烘干：将装有球磨好的料浆进行烘干，烘干温度为160℃，烘干时间为6h；
(4)预烧：将烘干后的料过60目标准分样筛，然后放入箱式电阻炉中预烧，预烧温度为1000℃，保温2h；
(5)二次球磨：按照重量比原料：水：钢球＝1：1.3：3.3，具体用量为：1000g，1300g，3300g，球磨机转速为93r/min，球磨时间为22h；
(6)烘干造粒：将装有二次球磨好的料浆进行烘干，烘干温度为100℃，烘干时间为12h，加入浓度为9％，料浆B质量11％PVA胶水造粒，过120目标准分样筛；
(7)成型：将过筛好、含水率为3.0％的粉料晾干，进行样品压制，压制压力为14MPa；
(8)烧结：将压制好的样品进行烧结，烧结温度为1400℃，保温时间为8h。
实施例4
一种低损耗YGd旋磁材料，该旋磁材料由下列重量份的组分组成：Y2O3 20份，Gd2O320份，In2O3 1份，Al2O3 0.5份，Fe2O3 35份，CuO 0.1份。
生产该旋磁材料766g，各组分的具体用量如下：Y2O3 200g，Gd2O3 200g，In2O3 10g，Al2O3 5g，Fe2O3 350g，CuO 1g。通过实施例1所述的制备方法制得低损耗YGd旋磁材料。
实施例5
一种低损耗YGd旋磁材料，该旋磁材料由下列重量份的组分组成：Y2O3 35份，Gd2O330份，In2O33份，Al2O3 1.5份，Fe2O3 45份，CuO 0.5份。
生产该旋磁材料1150g，各组分的具体用量如下：Y2O3 350g，Gd2O3 300g，In2O330g，Al2O3 15g，Fe2O3 450g，CuO 5g。通过实施例1所述的制备方法制得低损耗YGd旋磁材料。
将实施例1-5中所得的低损耗YGd旋磁材料进行性能测试，测试4πMs、居里温度Tc，测试其线宽△H、介电常数εr，介电损耗角正切tanδ。结果如下表1：
表1 实施例1-5中所得的低损耗YGd旋磁材料性能测试结果
将实施例1-5中所得的低损耗YGd旋磁材料制成φ8.5×1.2的圆片组装进行应用到环行器中，参数如下表2：
表2 实施例1-5中所得的低损耗YGd旋磁材料应用到环行器中的典型参数结果