本发明属于铁氧体材料，涉及一种w型铁氧体材料及其制备方法和应用。
背景技术：
1、目前铁氧体材料的制备方法比较多，比如溶胶凝胶法、水热合成法、化学共沉淀法和自蔓延合成法等，但是有许多的缺点，如原料价格高、易燃且易爆等，并对人体健康有害，整个制备过程较长，工艺繁琐，制备过程中出现微孔，会逸出气体和有机物，产生收缩，沉淀剂会使局部浓度较高，形成团聚，产率低，过程控制困难，致密度较低等。而采用固相法制备铁氧体材料可解决上述问题。
2、cn104230326b公开了一种m型钙永磁铁氧体的制备方法，其中，该方法在烧结步骤之前设置了烘干步骤、微波预烧步骤，并且微波预烧步骤可进一步细分为一次预烧步骤及二次预烧步骤，其中的一次预烧步骤和/或二次预烧步骤采用微波预烧，烘干步骤之前进行一次球磨步骤，在微波预烧步骤和烧结步骤之间进行二次球磨步骤。cn110577400a公开了一种高磁导率锰锌铁氧体的制备方法，以fe2o3、zno及mno为原料，通过一次球磨、预烧初步铁氧体化，然后经过二次球磨粉碎、造粒得到锰锌铁氧体颗粒，颗粒经成型、烧结处理后得到锰锌铁氧体粉料。上述方法通过两次球磨和两次烧结制备铁氧体材料，步骤繁琐，成本较高。
3、对于w型六角铁氧体材料，也可采用固相法制备，陈东雯等人(doi：10.19594/j.cnki.09.19701.2022.01.004)公开了w型六角铁氧体fe2w的微结构与磁性能，采用固相法制备fe2w(w型)六角铁氧体材料，在氮气气氛下通过两次球磨和两次烧结制备铁氧体材料，成本较高，且最终获得的材料的饱和磁化强度、剩磁、矫顽力和最大磁能积并不理想。
4、因此，亟需一种步骤简单且成本较低的制备铁氧体材料的方法，同时使制备的铁氧体材料具有较好的磁性性能。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种w型铁氧体材料及其制备方法和应用。本发明引入tio2添加剂，使得制备过程中仅需一次球磨和一次烧结，就可获得高磁导率和低磁损耗的w型铁氧体材料，步骤简单，无需二次球磨和二次烧结，能够大大降低成本。
2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：
3、第一方面，本发明提供了一种w型铁氧体材料的制备方法，所述制备方法包括：
4、将ba源、fe源和tio2添加剂球磨后得到混合料，将所述混合料依次进行造粒成型、烧结和回火，得到所述w型铁氧体材料。
5、现有技术制备fe2w型铁氧体材料的过程中，fe2+非常容易氧化成fe3+，本发明采用固相法制备w型铁氧体，并在制备过程中引入tio2添加剂，tio2添加剂有助于将fe3+转化为fe2+，增加fe2+可对磁晶各向异性起到正作用，仅需一次球磨和一次烧结就可以获得高磁导率和低磁损耗的w型铁氧体材料，步骤简单，能够降低成本。
6、需要说明的是，磁导率可表示为复数形式，磁导率μi＝μ'-μ"i，μ'为复数磁导率的实部分量，表示磁性材料的储能，μ”是复数磁导率的虚部分量，表示材料的磁损耗；tanδ＝μ”/μ'，其中，δ称为损耗角，所需的材料都是储能高和磁损耗低的材料，即tanδ越低越好。
7、优选地，所述ba源包括baco3。
8、优选地，所述fe源包括fe2o3。
9、优选地，所述ba源与所述fe源的摩尔比为1:(8-10)，例如可以是1:8、1:8.5、1:9、1:9.5或1:10等。
10、优选地，以所述ba源与所述fe源的总质量为基准，所述tio2添加剂的含量为600-1000ppm，例如可以是600ppm、650ppm、700ppm、750ppm、800ppm、850ppm、900ppm、950ppm或1000ppm等。
11、本发明中，当tio2添加剂的含量过低时，达不到发挥其有益效果的临界值，无法体现其有益效果，反而会影响材料的磁性性能；当tio2添加剂的含量过高时，会破坏w相，并且还会使晶粒异常长大，分布不均匀，这样就会导致材料的磁性性能较差。
12、优选地，所述球磨为湿式球磨。
13、本发明对湿式球磨的溶剂不作具体限定，示例性地，可以是水或乙醇。采用的球磨介质为氧化锆球。
14、优选地，所述球磨的时间为1-3h，例如可以是1h、1.5h、2h、2.5h或3h等。
15、优选地，所述制备方法还包括：在球磨后对球磨所得物料进行烘干的步骤，得到所述混合料。
16、优选地，所述造粒成型的过程中使用的试剂包括乙醇。
17、本发明中，使用乙醇进行造粒成型，成型后的物料较易被破碎，利于后续振磨步骤的进行。
18、优选地，以所述混合料的质量为基准，所述乙醇的质量分数为5-15％，例如可以是5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％或15％等。
19、优选地，所述烧结为梯度烧结，所述梯度烧结包括：先在第一温度下进行保温，再在第二温度下进行保温。
20、现有的固相法中，需依次进行一次球磨、预烧、二次球磨和烧结的步骤，其中，预烧的目的是将原料进行初步的固相反应，物料在预烧过程中开始产生体积收缩，以降低烧结时的收缩率，但是预烧料的活性也会发生变化，因此预烧后需要进行第二次球磨，提高了成本。
21、本发明采用一次烧结的方法，无需两次球磨，能够降低成本，先在第一温度下保温一段时间，可以产生初步反应，再在第二温度下保温一段时间，使铁氧体材料进一步地充分反应，制备的w型铁氧体表现出了较好的磁性性能。
22、优选地，在所述第一温度下保温的气氛为惰性气氛，所述惰性气氛中的气体包括氮气和/或氩气。
23、优选地，在所述第一温度下保温的气氛中，气体的氧分压为0.05～1％，例如可以是0.05％、0.07％、0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％或1％等。
24、优选地，升温至所述第一温度的升温速率为2-3℃/min，例如可以是2℃/min、2.5℃/min或3℃/min等。
25、优选地，所述第一温度为900-1000℃，例如可以是900℃、910℃、920℃、930℃、940℃、950℃、960℃、970℃、980℃、990℃或1000℃等。
26、本发明中，若第一温度过低，由于原料未发生或少量发生固相反应，会难以保证铁氧体材料的性能；若第一温度过高，由于大部分原料发生固相反应，会导致在第一温度下保温后的收缩率较大，导致材料活性较差。对于不同材料，需要不同的第一温度才能达到产品的性能要求。
27、优选地，所述第一温度的保温时间为1-3h，例如可以是1h、1.2h、1.4h、1.6h、1.8h、2h、2.2h、2.4h、2.6h、2.8h或3h等。
28、优选地，在所述第二温度下保温的气氛为惰性气氛，所述惰性气氛中的气体包括氮气和/或氩气。
29、优选地，在所述第二温度下保温的气氛中，气体的氧分压为0.05～1％，例如可以是0.05％、0.07％、0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％或1％等。
30、优选地，从所述第一温度升温至所述第二温度的升温速率为2-3℃/min，例如可以是2℃/min、2.5℃/min或3℃/min等。
31、优选地，所述第二温度为1200-1300℃，例如可以是1200℃、1210℃、1220℃、1230℃、1240℃、1250℃、1260℃、1270℃、1280℃、1290℃或1300℃等。
32、本发明中，随着烧结温度的升高，原料首先生成m型铁氧体bafe12o19以及少量的fe2o3，然后开始生成w型铁氧体bafe2+2fe3+16o27，烧结过程中m型铁氧体与w型铁氧体是可以相互转化的。
33、本发明中第二温度存在优选范围，若第二温度过低，m型铁氧体无法完全转化为w型铁氧体，若第二温度过高，w型铁氧体会向m型铁氧体转变；所以，第二温度不在限定范围内均会导致最终的铁氧体材料的磁性性能不符合要求。
34、优选地，所述第二温度的保温时间为2-4h，例如可以是2h、2.2h、2.4h、2.6h、2.8h、3h、3.2h、3.4h、3.6h、3.8h或4h等。
35、优选地，所述制备方法还包括：在所述烧结和所述回火之间进行粉碎的步骤。
36、优选地，所述粉碎的方式包括振磨。
37、本发明中，对烧结后的物料进行振磨，能够细化晶粒；振磨之后晶粒的晶相发生改变，可通过回火使其恢复，并且回火能够消除振磨后的应力。
38、优选地，所述回火的升温速率为2-3℃/min，例如可以是2℃/min、2.5℃/min或3℃/min等。
39、优选地，所述回火的温度为1000-1100℃，例如可以是1000℃、1010℃、1020℃、1030℃、1040℃、1050℃、1060℃、1070℃、1080℃、1090℃或1100℃等。
40、优选地，所述回火的保温时间为4-6h，例如可以是4h、4.5h、5h、5.5h或6h等。
41、作为本发明所述方法的进一步优选技术方案，所述制备方法包括：
42、将ba源、fe源和tio2添加剂进行湿式球磨，以ba源与fe源的总质量为基准，tio2添加剂的含量为600-1000ppm，球磨1-3h后烘干得到混合料，将所述混合料造粒成型后进行烧结，先在900-1000℃的温度下保温1-3h，再在1200-1300℃的温度下保温2-4h，再经振磨和回火，回火的温度为1000-1100℃，回火的保温时间为4-6h，得到所述w型铁氧体材料。
43、第二方面，本发明提供了一种w型铁氧体材料，所述w型铁氧体材料由第一方面所述的制备方法制备得到，所述w型铁氧体材料的化学式为bafe2+2fe3+16o27。
44、第三方面，本发明提供一种第二方面所述的w型铁氧体材料的应用，所述w型铁氧体材料应用于电子零部件，例如天线。
45、本发明所述的数值范围不仅包括上述列举的点值，还包括没有列举出的上述数值范围之间的任意的点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
46、与现有技术相比，本发明的有益效果为：
47、本发明采用固相法制备w型铁氧体，并在制备过程中引入tio2添加剂，tio2添加剂有助于将fe3+转化为fe2+，增加fe2+可对磁晶各向异性起到正作用，仅需一次球磨和一次烧结就可以获得高磁导率和低磁损耗的w型铁氧体材料，步骤简单，能够降低成本。
1.一种w型铁氧体材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述ba源包括baco3；
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述球磨为湿式球磨；
4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述造粒成型的过程中使用的试剂包括乙醇；
5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述烧结为梯度烧结，所述梯度烧结包括：先在第一温度下进行保温，再在第二温度下进行保温；
6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，在所述第二温度下保温的气氛为惰性气氛，所述惰性气氛中的气体包括氮气和/或氩气；
7.根据权利要求1-6任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：在所述烧结和所述回火之间进行粉碎的步骤；
8.根据权利要求1-7任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
9.一种w型铁氧体材料，其特征在于，所述w型铁氧体材料由权利要求1-8任一项所述的制备方法制备得到，所述w型铁氧体材料的化学式为bafe2+2fe3+16o27。
10.一种权利要求9所述的w型铁氧体材料的应用，其特征在于，所述w型铁氧体材料应用于电子零部件。
