[發明專利]一種高Q值微波介質陶瓷及其制備方法

無效

• 申請號: 201010237748.5
• 申請日: 2010-07-23
• 公開（公告）號: CN101967058A
• 公開（公告）日: 2011-02-09
• 發明（設計）人: 張迎春;付寶建;楊秀敏
• 申請（專利權）人: 黑龍江科技學院;北京科技大學
• 主分類號: C04B35/495
• 分類號: C04B35/495;C04B35/622
• 代理公司: 北京東方匯眾知識產權代理事務所(普通合伙) 11296
• 代理人: 劉淑芬

技術領域

本發明涉及一種以氧化物為基礎的以成分為特征的陶瓷化合物，更確切的說，是關于一種以鈮酸鎂(MgNb₂O₆)和鉭酸鋅(ZnTa₂O₆)復合的陶瓷化合物及其制備方法，屬于材料科學技術領域。

背景技術

微波介質陶瓷是指應用于微波頻段(300MHz～3000GHz)電路中作為介質材料完成一種或多種功能的陶瓷，是微波器件的核心材料。近二十年來，由于微波技術設備向小型化、集成化與高頻化，尤其是向民用產品的大產量、低價格方向的迅速發展，目前已開發出了一大批適用于微波頻段的微波介質陶瓷材料。應用于微波電路的介質陶瓷，應滿足如下介電特征的要求：(1)高的相對介電常數ε_r以減小器件的尺寸，一般要求ε_r≥20；(2)高的品質因數Q以降低噪音，一般要求Q×f≥3000；(3)接近零的頻率溫度系數τ_f以保證器件的溫度穩定性。根據微波材料的性能，微波介質陶瓷可分為三類：(1)高介電常數低Q值的微波介質陶瓷，主要應用于對微型化要求較高的手持移動通訊設備；(2)高Q值低介電常數微波介質陶瓷，主要應用于毫米波通訊以及微波電路基板。(3)高Q值近零諧振頻率溫度系數的微波介質陶瓷，用于對信息的傳輸量和精度要求較高的衛星以及地面通訊的基站。MgNb₂O₆和ZnTa₂O₆都具有優異的微波介電性能。如《日本應用物理》雜志(Japanese?journal?of?applied?physics)在1997年發表了一篇題為《微波頻率下AB₂O₆化合物的介電性能(A＝Ca，Mg，Mn，Co，Ni，Zn，以及B＝Nb，Ta)》(Dielectric?Properties?of?AB₂O₆?Compounds?at?MicrowaveFrequencies(A＝Ca，Mg，Mn，Co，Ni，Zn，and?B＝Nb，Ta))(Japanese?journalof?applied?physics，vol.36，issue?Part?2，No.10A，PP.L1318-L1320)中報道了1300℃燒成2小時的MgNb₂O₆的微波介電性能為ε_r＝21.4，τ_f＝-70，Qf＝93800GHz。《合金及化合物》雜志(Journal?of?Alloys?and?Compounds)在2002年的一篇文章《微結構對ZnTa₂O₆低介電損耗陶瓷微波介電性能的影響》(Influence?of?microstructure?on?microwave?dielectric?properties?ofZnTa₂O₆?ceramics?with?low?dielectric?loss)(Journal?of?Alloys?andCompounds，vol.337，issue?1-2，pp.303-308)報道了1400℃燒成2小時的ZnTa₂O₆介電性能為ε_r＝32.3，τ_f＝9.5，Qf＝67580GHz。這兩種微波介質陶瓷都具有較高的品質因數，為了得到諧振頻率溫度系數可調而又具有較高Q值的微波介質陶瓷材料，常用的方法就是把兩種具有相反諧振頻率溫度系數的陶瓷進行復合。

目前尚未見到將MgNb₂O₆與ZnTa₂O₆復合成高Q值近頻率溫度系數可調微波介質陶瓷的報道。

發明內容

本發明目的是克服單獨的鈮酸鎂和或酸鋅微波介質陶瓷頻率溫度系數不可調缺點，通過兩者的復合獲得一種頻率溫度系數可調、具有較高品質因子的微波介質陶瓷，同時提供了鈮酸鎂和鉭酸鋅復合微波介質陶瓷的組成配方和制造該介質陶瓷產品的方法。

本發明通過下列方案予以實現。

一種高Q值微波介質陶瓷，其特征是由鈮酸鎂(MgNb₂O₆)和鉭酸鋅(ZnTa₂O₆)組成。

按重量百分比，其中：

鈮酸鎂????2.5％～12.5％；