YIG 鐵氧體因其可調的飽和磁化強度 4?Ms、小鐵磁共振線寬 ΔH、低介電損耗及可控居里溫度 Tc 等性能而廣泛應用于不同頻段的微波鐵氧體器件中。隨微波器件使用環境的復雜化，對應用于其中的微波鐵氧體材料提出了高的要求，因此開展 YIG 鐵氧體改性研究對滿足微波器件需求至關重要。由此本文采用氧化物陶瓷工藝制備 YIG 微波鐵氧體，研究了不同球磨介質、添加劑、燒結溫度等工藝及不同離子取代的對 YIG 微波鐵氧體的顯微結構、磁性能和微波性能的影響。

主要研究內容與結果如下： 

1、采用氧化鋯珠與軸承鋼球作為球磨介質，研究了球磨工藝對YIG 微波鐵氧體性能的影響，結果表明：采用氧化鋯珠進行球磨可以提高材料的飽和磁化強度

4?Ms、剩余磁感應強度Br 及電阻率?，降低矯頑力Hc。添加Bi2O3 燒結可促進固相反應，提高密度，降低Hc；BaTiO3 添加劑有助于提高材料的介電常數?r，降介電損耗tan??。適當提高燒結溫度有助于提高密度，增加致密化程度，降低Hc。 

2、利用離子取代置換，研究了YIG 微波鐵氧體對其性能的影響，結果表明：Ni2+取代 Y2.3Ca0.7Zr0.3V0.2NixFe4.5-xO12-x/2 鐵氧體材料中產生鐵酸釔另相，4?Ms及 Br 減小；密度 d 略有增加，晶粒向小尺寸均勻化方向生長，Hc 。Cu2+取代可大幅降低 Y2.3Ca0.7Zr0.3V0.2CuxFe4.5-xO12-x/2 鐵氧體材料的燒結溫度；在 x≥0.2 時出現鐵酸釔另相，4?Ms 及 Br 減小，而密度 d 和Hc 增加。此外，相同取代量下 4?Ms及 Br 隨燒結溫度先后減小；密度的 d 在取代量 x=0.1 時隨燒結溫度升高而逐漸，在 x=0.2 時增長幅度變小，在 x=0.3 波動很小；Hc 先減小后。Zr4+取代Y2.6-xCa0.4+xFe4.8-xV0.2ZrxO12 鐵氧體材料晶格常數a 隨取代量增加而變大，4?Ms 在x=0.0~0.4 內逐漸增加，在 0.4 后減小；Br 不斷減小，Hc 持續增加，密度 d 不斷減小。此外，在相同取代量下4?Ms 隨燒結溫度先后減小；Br 減小；密度 d 在取代量x=0.0~0.3 間有微弱減小，在x=0.4~0.7 之間基本不變；Hc 在1380℃燒結時小。Sn4+取代Y3-xCaxFe5-xSnxO12 鐵氧體材料且晶格常數a 隨取代量；在相同燒結溫度下，4?Ms 隨取代量增加而變大；Br 減小。在取代量相同條件下，4?Ms、Br、密度 d 均隨燒結溫度先后減小，Hc 則先減小后。該組實驗中，基于亞鐵磁性奈耳分子場理論，采用非線性擬合方法求得不同 Sn4+含量的分子場系數(?aa，?dd 和?ad=?ad)，得到與實測曲線良好吻合的磁矩隨溫度(1.8~400K)變化曲線圖；當Sn4+含量增加時，?ad=?ad 減小導致居里溫度 Tc 降低。此外，鐵磁共振線寬 ΔH 隨Sn4+取代量增加鐵磁共振線寬ΔH 先下降至x=0.3 時取得小值3.36kA/m，此后微小上升；通過趨近飽和定律擬合4?Ms 得到磁晶各向異性常數K1，基于自旋波理論

對ΔH 進行分離，得到ΔH 的主要影響因素。 

3、設計 SnO2-V2O5 復合取代及燒結溫度正交實驗，研究各因素對 Y3-x-

2yCax+2yFe5-x-ySnxVyO12 鐵氧體材料磁性能影響作用，結果表明：Bs、Br 受V5+取代影響明顯，Sn4+取代次之；Hc 受 Sn4+取代影響明顯，燒結溫度次之；d 受 V5+取代影響明顯，燒結溫度次之。通過化及工藝，獲得 Bs、Br 及密度 d 大且Hc 低的 Y3-x-2yCax+2yFe5-x-ySnxVyO12 鐵氧體材料。化的及工藝為：燒結溫度1420℃、Sn4+取代量 x=0.4，V5+取代量 y=0.03；材料性能參數為：Bs=190mT、Br=112mT、d=5.12g/cm3、Hc=17A/m。 

采用氧化物法制備 YIG 鐵氧體，即 Y3Fe5O12。按比例稱取高純的氧化釔Y2O3(99.99%)和氧化鐵Fe2O3(99.9%)原料置于鋼罐中以去離子水為溶劑，分別選取硬質的氧化鋯珠和軸承鋼球為球磨介質在行星式球磨機中球磨 6h，以均勻混合原料與去離子水，從而保證制備的化合物具有精確的化學比例。球磨過程中設定球磨機241r/min 的轉速，每0.5h 進行一次反轉。混合均勻后的漿料在85℃的烘箱中烘干，經過過篩后粉料在鐘罩爐中預燒至1100℃并保溫2h，將預燒后的粉料粉碎后采用與一次球磨相同的工藝進行二次球磨，烘干后二磨料經加入12wt% PVA 造粒，然后在 8MPa 的壓力壓制生胚。后，制備的生胚在空氣氛圍中在 1400℃的燒結溫度下燒結。