本发明涉及微波通信领域及磁性材料领域，涉及一种复合介电陶瓷粉共烧磁体、其制备方法及复合介电陶瓷粉共烧磁片。
背景技术：
5g移动通信正式商用和试点运行，为高性能微波铁氧体材料及通信用环行器/隔离器带来巨大的市场需求，5g移动通信使用的频段更高，数据传输速率更快，5g基站使用的隔离器数量比4g大幅度增加，5g单个通信基站用环行器/隔离器数量将达100多个，是4g通信基站的8到10倍。一块基板上要安装的隔离器数量大幅度增加，所以要求隔离器及所使用的旋磁材料尺寸大幅度减小。在使用频率固定的前提下，要缩小尺寸，就必需提高旋磁材料的介电常数。
而提高yig旋磁材料的介电常数难度非常高，现在常用的方法是在微波铁氧体外面套上高介电常数的陶瓷环，然后通过胶接的方式粘结。如cn110803921a公开了一种复合微波铁氧体磁片，所述复合微波铁氧体磁片包括微波铁氧体磁片和套在所述微波铁氧体磁片外的微波陶瓷介质片，所述微波铁氧体磁片和微波陶瓷介质片通过粘结剂相互粘结固定。这种方法存在的问题主要有铁氧体与陶瓷环接触的地方有空隙，影响产品的性能，而且工序多，成本高。
技术实现要素：
现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种复合介电陶瓷粉共烧磁体、其制备方法及复合介电陶瓷粉共烧磁片。
为达上述目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种复合介电陶瓷粉共烧磁体的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)分别制备微波铁氧体磁体和中空陶瓷生坯；
(2)将中空陶瓷生坯套在步骤(1)所述微波铁氧体磁体的外侧，烧结，得到复合介电陶瓷粉共烧磁体。
本发明中，制备微波铁氧体磁体和中空陶瓷生坯的顺序无特别限制，本领域技术人员可根据需要进行选择。
本发明的方法通过先分别制备微波铁氧体磁体、以及中空陶瓷生坯，然后将中空陶瓷生坯套在微波铁氧体磁体的外侧进行烧结(也即将制备完成的铁氧体和微波陶瓷粉共烧)，能够在不改变微波铁氧体磁柱的介电常数的情况下，在其外部引入高介电常数的陶瓷体(例如陶瓷环)，共烧使二者紧密地结合在一起，另一方面，共烧实际上相当于对微波铁氧体进行了反烧，进一步提升了其性能。该方法能够提高微波铁氧体的介电常数，降低铁氧体的损耗并降低生产成本，提高效率。解决了现有技术中隔离器尺寸过大的问题以及铁氧体和陶瓷环之间有空隙导致产品性能差的问题。
以下作为本发明优选的技术方案，但不作为对本发明提供的技术方案的限制，通过以下优选的技术方案，可以更好的达到和实现本发明的技术目的和有益效果。
优选地，步骤(1)所述微波铁氧体磁体的外表面与所述陶瓷生坯的中空内表面的形状一致且相互配合。
优选地，步骤(1)所述微波铁氧体磁体的形状为圆柱体；
优选地，步骤(1)所述微波铁氧体磁体的主相为石榴石结构，化学组成为y(3-a-b)ca(a b)snazrbincmndfe(5-a-b-c-d)o12，0.1＜a＜0.4、0.01＜b＜0.2、0.01＜c＜0.1、0.01＜d＜0.1。
作为本发明所述方法的优选技术方案，步骤(1)所述微波铁氧体磁体的制备方法包括以下步骤：
(a)按配方量称取原料磁粉；
(b)对步骤(a)所述磁粉进行一次湿法球磨，至浆料中颗粒料的粒度d50在0.6μm～1.2μm，烘干得到干料；
(c)对步骤(b)所述干料进行1100℃～1350℃预烧；
(d)对步骤(c)预烧后的物料进行二次湿法球磨，至浆料中颗粒料的粒度d50在0.6μm～1.0μm；
(e)向步骤(d)的浆料中加入粘结剂得到喷雾干燥的浆料，然后进行喷雾干燥，得到颗粒料；
(f)将步骤(e)所述颗粒料压制成型，得到预设形状的微波铁氧体坯体；
(g)将步骤(f)所述坯体在含氧气氛下烧结，烧结温度1390℃～1480℃，得到微波铁氧体磁体。
此优选技术方案中，步骤(a)所述原料磁粉的选择根据目标产品微波铁氧体磁体的组成而定，可采用现有技术常用的原料，此步骤内容为现有技术，无需赘述，示例性但非限制性地，对于化学组成为y(3-a-b)ca(a b)snazrbincmndfe(5-a-b-c-d)o12(0.1＜a＜0.4、0.01＜b＜0.2、0.01＜c＜0.1、0.01＜d＜0.1)的微波铁氧体磁体，原料磁粉可以为氧化钇、氧化钙、氧化锡、氧化锆、氧化铟、氧化锰和氧化铁。
此优选技术方案中，步骤(b)颗粒料的粒度d50例如可以是0.6μm、0.8μm、0.9μm、1.0μm或1.2μm等。
此优选技术方案中，步骤(c)预烧的温度例如可以是1100℃、1120℃、1150℃、1200℃、1250℃、1300℃或1350℃等。
此优选技术方案中，步骤(d)颗粒料的粒径d50例如可以是0.6μm、0.7μm、0.8μm或1.0μm等。
此优选技术方案中，步骤(g)烧结的温度例如可以是1390℃、1400℃、1420℃、1450℃、1460℃或1480℃等。
优选地，步骤(c)所述预烧的时间为6h～10h，例如6h、7h、8h或10h等。
优选地，步骤(e)所述粘结剂包括聚乙烯醇和聚乙二醇中的至少一种。
优选地，步骤(e)所述粘结剂在喷雾干燥的浆料中的质量占比为7wt％～15wt％，例如7wt％、8wt％、10wt％、12wt％、13wt％或15wt％等。
优选地，步骤(f)所述预设形状为圆柱形。
优选地，步骤(f)所述微波铁氧体坯体的坯体密度控制在3.3g/cm3～3.6g/cm3，例如3.3g/cm3、3.4g/cm3或3.5g/cm3等。
优选地，步骤(g)所述烧结的保温时间为10h～20h，例如10h、12h、14h、16h、17h、18h或20h等。
优选地，所述方法还包括在步骤(g)之后进行步骤(h)：对微波铁氧体坯体的外表面进行打磨，至预设的尺寸。
作为本发明所述方法的又一优选技术方案，步骤(1)所述中空陶瓷生坯的制备方法包括以下步骤：
(s1)按质量比称量原材料：
原材料中各组分的总质量为100wt％；
(s2)对步骤(s1)所述原材料进行一次湿法球磨，至浆料中颗粒料的粒度d50在0.6μm～1.2μm，烘干得到干料；
(s3)对步骤(s2)所述干料进行1100℃～1250℃预烧；
(s4)对步骤(s3)预烧后的物料进行二次湿法球磨，至浆料中颗粒料的粒度d50在0.6μm～1.0μm；
(s5)向步骤(s4)的浆料中加入粘结剂得到喷雾干燥的浆料，然后进行喷雾干燥，得到颗粒料；
(s6)将步骤(s5)所述颗粒料压制成型，得到预设中空形状的中空陶瓷生坯。
此优选技术方案中，步骤(s1)的caco3含量例如可以是5wt％、6wt％、7wt％或8wt％等。
此优选技术方案中，步骤(s1)的tio2含量例如可以是50wt％、52wt％、55wt％、58wt％、60wt％、65wt％或70wt％等。
此优选技术方案中，步骤(s1)的mgo含量例如可以是20wt％、22wt％、23wt％、25wt％、26wt％或28wt％等。
此优选技术方案中，步骤(s1)的la2o3含量例如可以是7wt％、8wt％、9wt％、10wt％或11wt％等。
此优选技术方案中，步骤(s2)颗粒料的粒度d50例如可以是0.6μm、0.8μm、0.9μm、1.0μm或1.2μm等。
此优选技术方案中，步骤(s3)预烧的温度例如可以是1100℃、1120℃、1150℃、1200℃或1250℃等。
此优选技术方案中，步骤(s4)颗粒料的粒径d50例如可以是0.6μm、0.7μm、0.8μm或1.0μm等。
优选地，步骤(s3)所述预烧的保温时间为3h～8h，例如3h、4h、5h、6h、7h或8h等。
优选地，步骤(s5)所述粘结剂包括聚乙烯醇和聚乙二醇中的至少一种。
优选地，步骤(s5)所述粘结剂在喷雾干燥的浆料中的质量占比为7wt％～15wt％，例如7wt％、8wt％、10wt％、12wt％、13wt％或15wt％等。
优选地，步骤(s6)所述预设中空形状与微波铁氧体磁体的外轮廓形状一致且相互配合。
优选地，步骤(s6)所述中空陶瓷生坯为中空环形柱，内径、外径和高度根据微波铁氧体磁体的外径需求设定。
优选地，步骤(s6)所述成型的成型密度根据陶瓷收缩率进行控制。
作为本发明所述方法的又一优选技术方案，步骤(2)所述烧结的温度低于于微波铁氧体磁体制备过程中的最高烧结温度。
优选地，步骤(2)所述烧结的温度为1280℃～1350℃，例如1280℃、1290℃、1300℃、1320℃、1330℃或1350℃等。
优选地，步骤(2)所述烧结的保温时间为3h～8h，例如3h、4h、4.5h、5h、6h或8h等。
优选地，步骤(2)从升温至600℃以前的升温速率为0.5℃/min～2℃/min，例如0.5℃/min、0.8℃/min、1℃/min、1.5℃/min或2℃/min等，优选为0.5℃/min～1℃/min。
优选地，步骤(2)所述烧结的气氛为含氧气氛，所述含氧气氛中氧气的浓度大于等于95vol％，在高氧浓度的含氧气氛下烧结有利于提升产品的性能，进一步降低磁损耗。
作为本发明所述方法的又一优选技术方案，所述方法还包括对制备得到的复合介电陶瓷粉共烧磁体进行外表面打磨至需要的尺寸，优选进行外圆磨。
优选地，所述方法还包括对复合介电陶瓷粉共烧磁体进行切片，得到复合介电陶瓷粉共烧磁片。
优选地，所述方法还包括对复合介电陶瓷粉共烧磁片进行双面研磨的步骤。
作为本发明所述方法的进一步优选技术方案，所述方法包括以下步骤：
(1)制备微波铁氧体磁体y(3-a-b)ca(a b)snazrbincmndfe(5-a-b-c-d)o12，0.1＜a＜0.4、0.01＜b＜0.2、0.01＜c＜0.1、0.01＜d＜0.1：
(a)按配方量称取氧化钇、氧化钙、氧化锡、氧化锆、氧化铟、氧化锰和氧化铁，也即得到磁粉；
(b)对步骤(a)所述磁粉进行一次湿法球磨，采用的溶剂为水，研磨球为氧化锆球，物料、氧化锆球和水的质量比为1:3～6:0.9～2，球磨15h～24h，至浆料中颗粒料的粒度d50在0.6μm～1.2μm，将球磨好的料过50目筛网，150℃～250℃烘干得到干料；
(c)将烘干后的干料过30目筛网，对步骤(b)所述干料进行1100℃～1350℃预烧，预烧保温时间为6h～10h；
(d)对步骤(c)预烧后的物料进行二次湿法球磨，采用的溶剂为水，研磨球为氧化锆球，物料、氧化锆球和水的质量比为1:3～6:0.8～2，球磨18h～34h，至浆料中颗粒料的粒度d50在0.6μm～1.0μm；
(e)向步骤(d)的浆料中加入聚乙烯醇得到喷雾干燥的浆料，聚乙烯醇在浆料中的质量占比为7wt％～15wt％，喷雾干燥，得到颗粒料；
(f)将步骤(e)所述颗粒料放入模具内压制成所需要大小的圆柱坯件，毛坯密度控制在3.3g/cm3～3.6g/cm3；
(g)将步骤(f)所述坯体在含氧气氛下烧结，烧结温度1390℃～1480℃，保温时间10h～20h；
(h)将步骤(g)烧结后的圆柱体产品，使用无心磨床进行外圆磨，使外径达到所需尺寸，得到微波铁氧体磁柱；
(2)制备中空陶瓷生坯：
(s1)按质量比称量原材料：
原材料中各组分的总质量为100wt％；
(s2)对步骤(s1)所述原材料进行一次湿法球磨，采用的溶剂为水，研磨球为氧化锆球，物料、水和氧化锆球的质量比为1:1.5:5，球磨5h～10h，至浆料中颗粒料的粒度d50在1.0μm～2.0μm，200℃～250℃烘干15h～20h，得到干料；
(s3)对步骤(s2)所述干料进行1100℃～1250℃预烧，保温时间3h～8h；
(s4)对步骤(s3)预烧后的物料进行二次湿法球磨，采用的溶剂为水，研磨球为氧化锆球，物料、水和氧化锆球的质量比为1:0.8:5，球磨10h～20h，至浆料中颗粒料的粒度d50在1.0μm～1.8μm；
(s5)向步骤(s4)的浆料中加入聚乙烯醇得到喷雾干燥的浆料，聚乙烯醇在浆料中的质量占比为7wt％～15wt％，喷雾干燥，得到颗粒料；
(s6)使用压力机进行成型，成型密度根据陶瓷收缩率进行控制，成型形状为圆环状，内径、外径和高度按照微波铁氧体磁柱的外径需求设定，得到圆环状的中空陶瓷生坯；
(3)共烧：
将成型好的圆环状的中空陶瓷生坯套在微波铁氧体磁柱的外圆，然后放入烧结炉中进行烧结，烧结气氛为氧气气氛，以0.5℃/min～2℃/min的升温速率升温至600℃，然后以3℃/min的升温速率继续升温至1280℃～1350℃，保温3h～8h，共烧完成后的复合介电陶瓷粉共烧磁体进行外圆磨，至需要的尺寸。
此优选技术方案中，先分别制备高饱和低损耗微波铁氧体磁柱、以及用于在后续共烧步骤中形成陶瓷环的中空陶瓷生坯，然后将中空陶瓷生坯套在微波铁氧体磁柱的外圆进行共烧，也即将制备完成的铁氧体和微波陶瓷粉一起共烧，能够在不改变微波铁氧体磁柱的介电常数的情况下，在其外部引入高介电常数的陶瓷环，共烧使二者紧密地结合在一起，另一方面，共烧实际上相当于对微波铁氧体进行了反烧，进一步提升了其性能。该方法能够提高微波铁氧体的介电常数，降低铁氧体的损耗并降低生产成本，提高效率。
第二方面，本发明提供一种如第一方面所述方法制备得到的复合介电陶瓷粉共烧磁体，所述复合介电陶瓷粉共烧磁体包括微波铁氧体磁体和套设在其表面并与所述微波铁氧体磁体外表面结合的陶瓷体。
优选地，所述微波铁氧体磁体为圆柱体，所述陶瓷体为中空陶瓷环，所述中空陶瓷环的环内表面和所述微波铁氧体磁体的外表面相结合。
优选地，所述陶瓷体的介电常数为20～60，例如20、25、30、35、40、45、50或60。
优选地，所述陶瓷体的品质因数要求：q×fo(4.5ghz)≥20000。
优选地，所述陶瓷体的温度系数要求τf(ppm/℃-40℃～125℃):-10～10。
相对于现有技术，本发明的复合介电陶瓷粉共烧磁体的介电常数更高，且尺寸更小。复合介电陶瓷粉共烧磁体性能主要体现在下述几方面：1)饱和磁化强度(4πms)更高(1800～1950oe)，2)铁磁共振线宽(δh)窄，3)居里温度(tc)高，4)介电常数(ε＇)高，5)介电损耗(tanδε)低。
第三方面，本发明提供一种复合介电陶瓷粉共烧磁片，通过第一方面所述的方法经切片后得到。
与已有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明的方法通过先分别制备微波铁氧体磁体、以及中空陶瓷生坯，然后将中空陶瓷生坯套在微波铁氧体磁体的外侧进行烧结(也即将制备完成的铁氧体和微波陶瓷粉共烧)，能够在不改变微波铁氧体磁柱的介电常数的情况下，在其外部引入高介电常数的陶瓷体(例如陶瓷环)，共烧使二者紧密地结合在一起，另一方面，共烧实际上相当于对微波铁氧体进行了反烧，进一步提升了其性能。该方法能够提高微波铁氧体的介电常数，降低铁氧体的损耗并降低生产成本，提高效率。解决了现有技术中隔离器尺寸过大的问题以及铁氧体和陶瓷环之间有空隙导致产品性能差的问题。
附图说明
图1是本发明制备复合介电陶瓷粉共烧磁片的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1：
本实施例提供一种复合介电陶瓷粉共烧磁片以及通过将铁氧体和微波陶瓷粉一起共烧制备复合磁片的方法，具体包括如下步骤(工艺流程图参见图1)：
一、微波铁氧体y(3-a-b)ca(a b)snazrbincmndfe(5-a-b-c-d)o12(a＝0.25，b＝0.05，c＝0.02，d＝0.02)制备
1.按配方量称量原材料：氧化钇、氧化钙、氧化锡、氧化锆、氧化铟、氧化锰和氧化铁。
2.一次球磨
将步骤1中称取的原材料混合装入不锈钢球磨罐中，按照料:球:水(质量比)＝1:5:1.5的比例加入氧化锆球和去离子水进行一次湿法球磨，时间：18小时。
3.烘干
将球磨好的料过50目筛网，150℃烘干15小时得干料。
4.预烧结
将烘干后粉料过30目筛网，装钵放入高温电炉内预烧，预烧温度为1200℃，保温8小时。
5.二次球磨
将预烧后的混合料破碎，装入不锈钢球磨罐中，按照料:球:水(质量比)＝1:5:1.0的比例加入氧化锆球和去离子水进行二次湿法球磨，球磨时间为26小时。
6.喷雾造粒
将步骤5的料浆进行喷雾造粒，造粒时加入粘结剂为聚乙烯醇，聚乙烯醇加入量是粉料重量的8wt％。
7.成型
将步骤6得到的颗粒料放入模具内压制成型，成型形状为圆柱型，尺寸为直径：8mm，高度为15mm，成型密度为3.6g/cm3。
8.烧结
将步骤7压制成型的产品坯件放入高温电炉中充氧烧结，烧结温度为1420℃，保温20小时。
9.外圆磨
将步骤8烧结后的圆柱型产品，使用无心磨床进行外圆磨，外圆磨后得到的产品尺寸为：外径尺寸：6.3±0.01mm，高度为：13mm。
二、微波陶瓷管制备
所用的微波陶瓷介电常数为20～60。
所用的微波陶瓷品质因数要求：q×fo(4.5ghz)≥20000。
所用的微波陶瓷温度系数要求τf(ppm/℃-40℃～125℃):-10～10。
所用的微波陶瓷管制备流程如下：
1.称量，按如下重量比重称量原材料：
2.一次球磨
使用卧式球磨机混合，按粉末：去离子水：氧化锆球＝1：1.5：5的重量比投料，球磨时间8小时，d50粒度控制在1.5微米。
3.干燥
将混合完成的浆料烘干，温度230℃，时间16小时。
4.预烧
将干燥后的粉料放进烧结炉进行煅烧，煅烧温度1180℃，保温时间6小时。
5.二次球磨
将预烧后的粉料放进球磨机内进行细磨，按粉料：去离子水：氧化锆球＝1：0.8：5的重量比投料，球磨时间为15小时。
6.喷雾造粒
将步骤5的料浆进行喷雾造粒，造粒时加入粘结剂为聚乙烯醇，聚乙烯醇加入量是粉料重量的8wt％。
7.成型
使用20吨压机进行成型，成型形状为圆环状，内径7.3mm、外径10.5mm、高度15.5mm，密度控制在2.8g/cm3。
需要注意的是，此处的圆环状为陶瓷生坯，并未对陶瓷生坯进行烧结步骤，为了转变为所需的微波陶瓷管，需要进行后续的步骤三，也即复合磁片的制备，具体如下：
三、复合磁片制备
1.将成型好的圆环状的陶瓷管套在经外圆磨后的圆柱型微波铁氧体的外圆，然后放进烧结炉进行烧结，在从室温升至600℃以前的升温速率为1℃/分，防止升温速度过快导致毛坯收缩时开裂，另外收缩时陶瓷管可以均匀的和铁氧体结合，保证陶瓷管与铁氧体紧密结合，不出现开裂情况。然后继续以3℃/分的速率升温至烧结温度1280℃，在氧气气氛下保温6小时，氧气气氛能够保证微波铁氧体返烧时性能不恶化，而且降低微波铁氧体材料损耗。
2.将烧好的复合材料进行外圆磨，外径尺寸为8.5±0.015mm。
4.将复合材料进行切片，厚度尺寸为0.65±0.015mm。
5.将所切复合材料圆片进行双面研磨，厚度尺寸为0.60±0.015mm，降低表面粗糙度，制得复合介电陶瓷粉共烧磁片。
实施例2：
本实施例提供一种复合磁片以及通过将铁氧体和微波陶瓷粉一起共烧制备复合磁片的方法，具体包括如下步骤：
一、微波铁氧体y(3-a-b)ca(a b)snazrbincmndfe(5-a-b-c-d)o12(a＝0.28，b＝0.03，c＝0.02，d＝0.02)制备
1.按配方量称量原材料：氧化钇、氧化钙、氧化锡、氧化锆、氧化铟、氧化锰和氧化铁。
2.一次球磨
将步骤1中称取的原材料混合装入不锈钢球磨罐中。按照料:球:水(质量比)＝1:5:1.5的比例加入氧化锆球和去离子水进行一次湿法球磨，时间：18小时。
3.烘干
将球磨好的料过50目筛网，150℃烘干15小时得干料。
4.预烧结
将烘干后粉料过30目筛网，装钵放入高温电炉内预烧，预烧温度为1180℃，保温8小时。
5.二次球磨
将预烧后的混合料破碎，装入不锈钢球磨罐中，按照料:球:水(质量比)＝1:5:1.0的比例加入氧化锆球和去离子水进行二次湿法球磨，球磨时间为26小时。
6.喷雾造粒
将步骤5的料浆进行喷雾造粒，造粒时加入粘结剂，粘结剂在造粒采用的浆料总质量的8wt％。
7.成型
将步骤6得到的颗粒料放入模具内压制成型，成型形状为圆柱型，尺寸为直径：8mm，高度为15mm，成型密度为3.6g/cm3。
8.烧结
将步骤7压制成型的产品坯件放入高温电炉中充氧烧结，烧结温度为1410℃，保温20小时。
9.外圆磨
将步骤8烧结后的圆柱型产品，使用无心磨床进行外圆磨，外圆磨后得到的产品尺寸为：外径尺寸：6.3±0.01mm，高度为：13mm。
二、微波陶瓷管制备
所用的微波陶瓷介电常数为20～60。
所用的微波陶瓷品质因数要求：q×fo(4.5ghz)≥20000。
所用的微波陶瓷温度系数要求τf(ppm/℃-40℃～125℃):-10～10。
所用的微波陶瓷管制备流程如下：
1.称量，按如下重量比重称量原材料：
2.一次球磨
使用卧式球磨机混合，按粉末：去离子水：氧化锆球＝1：1.5：5的重量比投料，球磨时间8小时，d50粒度控制在1.5微米，
3.干燥
将混合完成的浆料烘干，温度230℃，时间16小时。
4.预烧
将干燥后的粉料放进烧结炉进行煅烧，煅烧温度1180℃，保温时间6小时。
5.二次球磨
将预烧后的粉料放进球磨机内进行细磨,按粉料：去离子水：氧化锆球＝1：0.8：5的重量比投料，球磨时间为15小时。
6.喷雾造粒
将5的料浆进行喷雾造粒，造粒时加入粘结剂，粘结剂在造粒采用的浆料总质量的8wt％。
7.成型
使用20吨压机进行成型，成型形状为圆环状，内径7.3mm、外径10.5mm、高度15.5mm，密度控制在2.8g/cm3。
需要注意的是，此处的圆环状为陶瓷生坯，并未对陶瓷生坯进行烧结步骤，为了转变为所需的微波陶瓷管，需要进行后续的步骤三，也即复合磁片的制备，具体如下：
三、复合磁片制备
1.将成型好的圆环状的陶瓷管套在经外圆磨后的圆柱型微波铁氧体的外圆，然后放进烧结炉进行烧结，在从室温升至600℃以前的升温速率为1℃/分，然后继续以2℃/min升温至烧结温度1270℃，在氧气气氛下保温6小时，氧气气氛能够保证陶瓷管与铁氧体紧密结合，不出现开裂情况。
2.将烧好的复合材料进行外圆磨，外径尺寸为8.5±0.015mm。
4.将复合材料进行切片，厚度尺寸为0.65±0.015mm。
5.将所切复合材料圆片进行双面研磨厚度尺寸为0.60±0.015mm，降低表面粗糙度，制得复合介电陶瓷粉共烧磁片。
实施例3：
本实施例提供一种复合磁片以及通过将铁氧体和微波陶瓷粉一起共烧制备复合磁片的方法，具体包括如下步骤：
一、微波铁氧体y(3-a-b)ca(a b)snazrbincmndfe(5-a-b-c-d)o12(a＝0.23，b＝0.07，c＝0.02，d＝0.02)制备
1.按配方量称量原材料：氧化钇、氧化钙、氧化锡、氧化锆、氧化铟、氧化锰和氧化铁。
2.一次球磨
将步骤1中称取的原材料混合装入不锈钢球磨罐中，按照料:球:水(质量比)＝1:5:1.5的比例加入氧化锆球和去离子水进行一次湿法球磨，时间：18小时。
3.烘干
将球磨好的料过50目筛网，150℃烘干15小时得干料。
4.预烧结
将烘干后粉料过30目筛网，装钵放入高温电炉内预烧，预烧温度为1220℃，保温8小时。
5.二次球磨
将预烧后的混合料破碎，装入不锈钢球磨罐中，按照料:球:水(质量比)＝1:5:1.0的比例加入氧化锆球和去离子水进行二次湿法球磨，球磨时间为26小时。
6.喷雾造粒
将步骤5的料浆进行喷雾造粒，造粒时加入粘结剂，粘结剂在造粒采用的浆料总质量的8wt％。
7.成型
将步骤6得到的颗粒料放入模具内压制成型，成型形状为圆柱型，尺寸为直径：8mm，高度为15mm，成型密度为3.6g/cm3。
8.烧结
将步骤7压制成型的产品坯件放入高温电炉中充氧烧结，烧结温度为1430℃，保温20小时。
9.外圆磨
将步骤8烧结后的圆柱型产品，使用无心磨床进行外圆磨，外径尺寸：6.3±0.01mm，高度为：13mm。
二、微波陶瓷管制备
所用的微波陶瓷介电常数为20～60。
所用的微波陶瓷品质因数要求：q×fo(4.5ghz)≥20000。
所用的微波陶瓷温度系数要求τf(ppm/℃-40℃～125℃):-10～10。
所用的微波陶瓷管制备流程如下：
1.称量，按如下重量比重称量原材料：
2.一次球磨
使用卧式球磨机混合，按粉末：去离子水：氧化锆球＝1：1.5：5的重量比投料，球磨时间8小时，d50粒度控制在1.5微米。
3.干燥
将混合完成的浆料烘干，温度230℃，时间16小时。
4.预烧
将干燥后的粉料放进烧结炉进行煅烧，煅烧温度1180℃，保温时间6小时。
5.二次球磨
将预烧后的粉料放进球磨机内进行细磨，按粉料：去离子水：氧化锆球＝1：0.8：5的重量比投料，球磨时间为15小时。
6.喷雾造粒
将5的料浆进行喷雾造粒，造粒时加入粘结剂，粘结剂在造粒采用的浆料总质量的8wt％。
7.成型
使用20吨压机进行成型，成型形状为圆环状，内径7.3mm、外径10.5mm、高度15.5mm，密度控制在2.8g/cm3。
需要注意的是，此处的圆环状为陶瓷生坯，并未对陶瓷生坯进行烧结步骤，为了转变为所需的微波陶瓷管，需要进行后续的步骤三，也即复合磁片的制备，具体如下：
三、复合磁片制备
1.将成型好的圆环状的陶瓷管套在经外圆磨后的圆柱型微波铁氧体的外圆，然后放进烧结炉进行烧结，在从室温升至600℃以前的升温速率为1℃/分，然后继续以2℃/min升温至烧结温度1280℃，在氧气气氛下保温6小时，氧气气氛能够保证陶瓷管与铁氧体紧密结合，不出现开裂情况。
2.将烧好的复合材料进行外圆磨，外径尺寸为8.5±0.015mm。
4.将复合材料进行切片，厚度尺寸为0.65±0.015mm。
5.将所切复合材料圆片进行双面研磨，厚度尺寸为0.60±0.015mm，降低表面粗糙度，制得复合介电陶瓷粉共烧磁片。
实施例4
除了复合磁片制备过程中，将氧气气氛替换为空气气氛外，其他制备方法和条件与实施例1相同。
本实施例由于在空气气氛下共烧，导致磁导率相比于实施例偏高。
实施例5
除了复合磁片制备过程中，直接以5℃/min的升温速率从室温升温至1270℃，其他制备方法和条件与实施例1相同。
由于前期的升温速率过高，导致陶瓷毛坯收缩时开裂，并未进行后续的性能测试。
对比例1
本对比例采用常规工艺制备套陶瓷管的微波铁氧体磁片，制备方法包括以下步骤：
一、微波铁氧体y(3-a-b)ca(a b)snazrbincmndfe(5-a-b-c-d)o12(a＝0.23，b＝0.07，c＝0.02，d＝0.02)制备
1.按配方量称量原材料：氧化钇、氧化钙、氧化锡、氧化锆、氧化铟、氧化锰和氧化铁。
2.一次球磨
将步骤1中称取的原材料混合装入不锈钢球磨罐中，按照料:球:水(质量比)＝1:5:1.5的比例加入氧化锆球和去离子水进行一次湿法球磨，时间：18小时。
3.烘干
将球磨好的料过50目筛网，150℃烘干15小时得干料。
4.预烧结
将烘干后粉料过30目筛网，装钵放入高温电炉内预烧，预烧温度为1220℃，保温8小时。
5.二次球磨
将预烧后的混合料破碎，装入不锈钢球磨罐中，按照料:球:水(质量比)＝1:5:1.0的比例加入氧化锆球和去离子水进行二次湿法球磨，球磨时间为26小时。
6.喷雾造粒
将步骤5的料浆进行喷雾造粒，造粒时加入粘结剂，粘结剂在造粒采用的浆料总质量的8wt％。
7.成型
将步骤6得到的颗粒料放入模具内压制成型，成型形状为圆柱型，尺寸为直径：8mm，高度为15mm，成型密度为3.6g/cm3。
8.烧结
将步骤7压制成型的产品坯件放入高温电炉中充氧烧结,烧结温度为1430℃，保温20小时。
9.外圆磨
将步骤8烧结后的圆柱型产品，使用无心磨床进行外圆磨，外径尺寸：6.3±0.01mm，高度为：13mm。
二、微波陶瓷管制备
所用的微波陶瓷介电常数为20～60。
所用的微波陶瓷品质因数要求：q×fo(4.5ghz)≥20000。
所用的微波陶瓷温度系数要求τf(ppm/℃-40℃～125℃):-10～10。
所用的微波陶瓷管制备流程如下：
1.称量，按如下重量比重称量原材料：
2.一次球磨
使用卧式球磨机混合，按粉末：去离子水：氧化锆球＝1：1.5：5的重量比投料，球磨时间8小时，d50粒度控制在1.5微米。
3.干燥
将混合完成的浆料烘干，温度230℃，时间16小时。
4.预烧
将干燥后的粉料放进烧结炉进行煅烧，煅烧温度1180℃，保温时间6小时。
5.二次球磨
将预烧后的粉料放进球磨机内进行细磨，按粉料：去离子水：氧化锆球＝1：0.8：5的重量比投料，球磨时间为15小时。
6.喷雾造粒
将5的料浆进行喷雾造粒，造粒时加入粘结剂，粘结剂在造粒采用的浆料总质量的8wt％。
7.成型
使用20吨压机进行成型，成型形状为圆环状，内径7.3mm、外径10.5mm、高度15.5mm，密度控制在2.8g/cm3。
8.烧结
将步骤7压制成型的产品坯件放入高温电炉中空气烧结，烧结温度为1280℃，保温6小时。
9.外圆磨
将步骤8烧结后的圆柱型产品，使用无心磨床进行外圆磨，外径尺寸：8.5±0.01mm。
10.内圆磨
将步骤8烧结后的圆柱型产品，使用内圆磨床进行内圆磨，外径尺寸：6.3±0.01mm。
三、复合磁片制备
1.将外径加工好微波铁氧体磁柱图上胶水，套上加工好的陶瓷管，进行150℃烘干。
2.将烘干的复合材料进行外圆磨，外径尺寸为8.5±0.015mm。
4.将复合材料进行切片，厚度尺寸为0.65±0.015mm。
5.将所切复合材料圆片进行双面研磨，厚度尺寸为0.6±0.015mm降低表面粗糙度，制得复合介电陶瓷粉共烧磁片。
对比测试
测试方法：将实施例1～3的材料和对比例1的材料组装到隔离器中，测试隔离器的隔离度和插入损耗，以器件的性能来评价材料的性能，测试结果参见表1。
(隔离度，插入损耗)测试条件：频率：2.8-3.2ghz，电压：0.03v，仪器：5071c网络分析仪)。
表1
通过以上数据对比可以发现，与介电陶瓷共烧的微波铁氧体磁片比常规工艺套陶瓷管的微波铁氧体磁片带宽更宽，插入损耗更低。
从工艺流程对比，本申请的方法相比于常规工艺，与介电陶瓷共烧的微波铁氧体磁片的制作工序更少，效率更高，成本更低。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
1.一种复合介电陶瓷粉共烧磁体的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)分别制备微波铁氧体磁体和中空陶瓷生坯；
(2)将中空陶瓷生坯套在步骤(1)所述微波铁氧体磁体的外侧，烧结，得到复合介电陶瓷粉共烧磁体。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述微波铁氧体磁体的外表面与所述陶瓷生坯的中空内表面的形状一致且相互配合；
优选地，步骤(1)所述微波铁氧体磁体的形状为圆柱体；
优选地，步骤(1)所述微波铁氧体磁体的主相为石榴石结构，化学组成为y(3-a-b)ca(a b)snazrbincmndfe(5-a-b-c-d)o12，0.1＜a＜0.4、0.01＜b＜0.2、0.01＜c＜0.1、0.01＜d＜0.1。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述微波铁氧体磁体的制备方法包括以下步骤：
(a)按配方量称取原料磁粉；
(b)对步骤(a)所述磁粉进行一次湿法球磨，至浆料中颗粒料的粒度d50在0.6μm～1.2μm，烘干得到干料；
(c)对步骤(b)所述干料进行1100℃～1350℃预烧；
(d)对步骤(c)预烧后的物料进行二次湿法球磨，至浆料中颗粒料的粒度d50在0.6μm～1.0μm；
(e)向步骤(d)的浆料中加入粘结剂得到喷雾干燥的浆料，然后进行喷雾干燥，得到颗粒料；
(f)将步骤(e)所述颗粒料压制成型，得到预设形状的微波铁氧体坯体；
(g)将步骤(f)所述坯体在含氧气氛下烧结，烧结温度1390℃～1480℃，得到微波铁氧体磁体。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(c)所述预烧的时间为6h～10h；
优选地，步骤(e)所述粘结剂包括聚乙烯醇和聚乙二醇中的至少一种；
优选地，步骤(e)所述粘结剂在喷雾干燥的浆料中的质量占比为7wt％～15wt％；
优选地，步骤(f)所述预设形状为圆柱形；
优选地，步骤(f)所述微波铁氧体坯体的坯体密度控制在3.3g/cm3～3.6g/cm3；
优选地，步骤(g)所述烧结的保温时间为10h～20h；
优选地，所述方法还包括在步骤(g)之后进行步骤(h)：对微波铁氧体坯体的外表面进行打磨，至预设的尺寸。
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述中空陶瓷生坯的制备方法包括以下步骤：
(s1)按质量比称量原材料：
原材料中各组分的总质量为100wt％；
(s2)对步骤(s1)所述原材料进行一次湿法球磨，至浆料中颗粒料的粒度d50在1.0μm～2.0μm，烘干得到干料；
(s3)对步骤(s2)所述干料进行1100℃～1250℃预烧；
(s4)对步骤(s3)预烧后的物料进行二次湿法球磨，至浆料中颗粒料的粒度d50在1.0μm～1.8μm；
(s5)向步骤(s4)的浆料中加入粘结剂为pva得到喷雾干燥的浆料，然后进行喷雾干燥，得到颗粒料；
(s6)将步骤(s5)所述颗粒料压制成型，得到预设中空形状的中空陶瓷生坯。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤(s3)所述预烧的保温时间为3h～8h；
优选地，步骤(s5)所述粘结剂包括聚乙烯醇和聚乙二醇中的至少一种；
优选地，步骤(s5)所述粘结剂在喷雾干燥的浆料中的质量占比为7wt％～15wt％；
优选地，步骤(s6)所述预设中空形状与微波铁氧体磁体的外轮廓形状一致且相互配合；
优选地，步骤(s6)所述中空陶瓷生坯为中空环形柱，内径、外径和高度根据微波铁氧体磁体的外径需求设定；
优选地，步骤(s6)所述成型的成型密度根据陶瓷收缩率进行控制。
7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述烧结的温度低于微波铁氧体磁体制备过程中的最高烧结温度；
优选地，步骤(2)所述烧结的温度为1280℃～1350℃；
优选地，步骤(2)所述烧结的保温时间为3h～8h；
优选地，步骤(2)从升温至600℃以前的升温速率为0.5℃/min～2℃/min，优选为0.5℃/min～1℃/min；
优选地，步骤(2)所述烧结的气氛为含氧气氛，所述含氧气氛中氧气的浓度大于等于95vol％；
优选地，所述方法还包括对制备得到的复合介电陶瓷粉共烧磁体进行外表面打磨至需要的尺寸，优选进行外圆磨；
优选地，所述方法还包括对复合介电陶瓷粉共烧磁体进行切片，得到复合介电陶瓷粉共烧磁片；
优选地，所述方法还包括对复合介电陶瓷粉共烧磁片进行双面研磨的步骤。
8.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)制备微波铁氧体磁体y(3-a-b)ca(a b)snazrbincmndfe(5-a-b-c-d)o12，0.1＜a＜0.4、0.01＜b＜0.2、0.01＜c＜0.1、0.01＜d＜0.1：
(a)按配方量称取氧化钇、氧化钙、氧化锡、氧化锆、氧化铟、氧化锰和氧化铁，也即得到磁粉；
(b)对步骤(a)所述磁粉进行一次湿法球磨，采用的溶剂为水，研磨球为氧化锆球，物料、氧化锆球和水的质量比为1:3～6:0.9～2，球磨15h～24h，至浆料中颗粒料的粒度d50在0.6μm～1.2μm，将球磨好的料过50目筛网，150℃～250℃烘干得到干料；
(c)将烘干后的干料过30目筛网，对步骤(b)所述干料进行1100℃～1350℃预烧，预烧保温时间为6h～10h；
(d)对步骤(c)预烧后的物料进行二次湿法球磨，采用的溶剂为水，研磨球为氧化锆球，物料、氧化锆球和水的质量比为1:3～6:0.8～2，球磨18h～34h，至浆料中颗粒料的粒度d50在0.6μm～1.0μm；
(e)向步骤(d)的浆料中加入聚乙烯醇得到喷雾干燥的浆料，聚乙烯醇在浆料中的质量占比为7wt％～15wt％，喷雾干燥，得到颗粒料；
(f)将步骤(e)所述颗粒料放入模具内压制成所需要大小的圆柱坯件，毛坯密度控制在3.3g/cm3～3.6g/cm3；
(g)将步骤(f)所述坯体在含氧气氛下烧结，烧结温度1390℃～1480℃，保温时间10h～20h；
(h)将步骤(g)烧结后的圆柱体产品，使用无心磨床进行外圆磨，使外径达到所需尺寸，得到微波铁氧体磁柱；
(2)制备中空陶瓷生坯：
(s1)按质量比称量原材料：
原材料中各组分的总质量为100wt％；
(s2)对步骤(s1)所述原材料进行一次湿法球磨，采用的溶剂为水，研磨球为氧化锆球，物料、水和氧化锆球的质量比为1:1.5:5，球磨5h～10h，至浆料中颗粒料的粒度d50在1.0μm～2.0μm，200℃～250℃烘干15h～20h，得到干料；
(s3)对步骤(s2)所述干料进行1100℃～1250℃预烧，保温时间3h～8h；
(s4)对步骤(s3)预烧后的物料进行二次湿法球磨，采用的溶剂为水，研磨球为氧化锆球，物料、水和氧化锆球的质量比为1:0.8:5，球磨10h～20h，至浆料中颗粒料的粒度d50在1.0μm～1.8μm；
(s5)向步骤(s4)的浆料中加入聚乙烯醇得到喷雾干燥的浆料，聚乙烯醇在浆料中的质量占比为7wt％～15wt％，喷雾干燥，得到颗粒料；
(s6)使用压力机进行成型，成型密度根据陶瓷收缩率进行控制，成型形状为圆环状，内径、外径和高度按照微波铁氧体磁柱的外径需求设定，得到圆环状的中空陶瓷生坯；
(3)共烧：
将成型好的圆环状的中空陶瓷生坯套在微波铁氧体磁柱的外圆，然后放入烧结炉中进行烧结，烧结气氛为氧气气氛，以0.5℃/min～1℃/min的升温速率升温至600℃，然后以3℃/min的升温速率继续升温至1280℃～1350℃，保温3h～8h，共烧完成后的复合介电陶瓷粉共烧磁体进行外圆磨，至需要的尺寸。
9.一种如权利要求1-8任一项所述方法制备得到的复合介电陶瓷粉共烧磁体，其特征在于，所述复合介电陶瓷粉共烧磁体包括微波铁氧体磁体和套设在其表面并与所述微波铁氧体磁体外表面结合的陶瓷体；
优选地，所述微波铁氧体磁体为圆柱体，所述陶瓷体为中空陶瓷环，所述中空陶瓷环的环内表面和所述微波铁氧体磁体的外表面相结合；
优选地，所述陶瓷体的介电常数为20～60。
10.一种复合介电陶瓷粉共烧磁片，其特征在于，通过权利要求7或8所述的方法经切片后得到。
技术总结