石榴石型微波铁氧体

        石榴石型微波铁氧体材料具有很窄的铁磁共振线宽、低的介电损耗以及小的磁晶各向异性。由于损耗低性能优良，目前在微波铁氧体器件的应用中占有统治地位。

1）钇铁石榴石铁氧体

        钇铁石榴石的分子式为Y₃Fe₅O₁₂，记为YIG，是发现得最早(1956年)的石榴石型铁氧体。各种实用的石榴石型微波铁氧体材料都是由YIG派生出来的。

2）钇铝石榴石铁氧体

        YAlIG是早期的通用石榴石材料。YAlIG的特点是所需的烧结温度很高(~1500°C)。一次球磨的混合效果对Al^3＋离子参与固相反应、进入石榴石晶位的程度影响较大。

3）窄线宽石榴石铁氧体

        其DH£10Oe，是低损耗环行器隔离器的必用材料。主要有YCaInVIG、YCaSnVIG和YCaInGeIG。

多晶材料的线宽可表示为

ΔH_多晶=ΔH_内禀＋ΔH_各向异性＋ΔH_气孔＋ΔH_固相反应 

        在小线宽材料配方中为了降低各向异性常数K₁和ΔH_各向异性的贡献，需要采用In^3＋、Zr^4＋、Sn⁴⁺等半径大的离子去取代八面体位的Fe^3＋。同时为了降低气孔、另相致宽ΔH_气孔以及固相反应不完全致宽ΔH_固相反应的影响，要求材料有良好的显微结构，如气孔率低、相纯度高、晶粒尺寸较大而均匀等，所以要求材料制备工艺水平要高。

4）铋钙钒石榴石铁氧体

        BiCaVIG烧结温度较低，是一类不含钇的石榴石铁氧体材料，具有低成本、低磁矩、低DH、高居里温度等所谓三低一高的优点。

        BiCaVIG的分子式为Bi_3－2xCa_2xV_xFe_5-xO₁₂，一般取x>1.0，因此它是a位磁矩占优势的石榴石铁氧体。实用BiCaVIG材料M_s一般仅限于64~32kA/m, 4pM_s: 800~400Gs。为了改善DH，通常还采用了少量Ge⁴⁺对四面体位的Fe³⁺的取代。

5) 钇钆石榴石铁氧体

        

        如图10所示，钆石榴石(GdIG)的饱和磁化强度M_s具有室温附近的补偿点。用Gd^3＋取代了Y^3＋离子的钇钆石榴石Y_3-xGd_xFe₅O₁₂随Gd^3＋含量x的增加，室温的M_s降低，但居里温度不降，M_s的补偿点θ_c逐渐向室温移动，因而适当调节Gd含量可获得室温附近具有良好的温度稳定性的材料。又由于含有Gd，DH_k比较大，所以能承受较高的功率。以上特点使得YGdIGs在工程上的用量不断扩大。

        但是随Gd含量增加DH也增大。实用YGdIG常采用In(或Sn)和CaV(Ge)的取代，以使DH和温度系数α_M达到比YGdAlIG更好的折衷，获得更佳综合性能。

2018年7月19日