[發(fā)明專利]一種中介電常數(shù)微波介電陶瓷材料及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110215706.6
• 申請日: 2011-07-29
• 公開（公告）號: CN102358698A
• 公開（公告）日: 2012-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳國華;康曉玲;狄潔昌;徐華蕊;張小文;楊云
• 申請（專利權(quán)）人: 桂林電子科技大學(xué)
• 主分類號: C04B35/462
• 分類號: C04B35/462;C04B35/50;C04B35/495;C04B35/622
• 代理公司: 桂林市華杰專利商標(biāo)事務(wù)所有限責(zé)任公司 45112
• 代理人: 巢雄輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種介電陶瓷材料，特別涉及一種中介電常數(shù)微波介電陶瓷材料及其制備方法。

背景技術(shù)

微波一般是指頻率介于300MHz～3000GHz，波長介于0.1mm～1m的電磁波。微波介電陶瓷是指應(yīng)用于微波頻段（主要是UHF、SHF頻段）電路中作為介電材料并完成一種或多種功能的陶瓷。隨著微波集成電路的快速發(fā)展，日益需要大量的具有中、高介電常數(shù)、近零諧振頻率溫度系數(shù)和低介電損耗的微波介電材料用于商業(yè)微波領(lǐng)域。應(yīng)用于微波頻段的介電陶瓷材料，應(yīng)滿足如下介電特性的要求：（1）高的相對介電常數(shù)ε_r，以利于器件的小型化，一般要求ε_r≥25；(2)高的品質(zhì)因數(shù)（高Q×f值）或低的介電損耗tanδ以降低噪音，一般要求Q×f?≥10000GHz;?(3)諧振頻率溫度系數(shù)τ_f盡可能小以保證器件具有良好的熱穩(wěn)定性，一般要求-10ppm/℃≤τ_f≤+10ppm/℃。然而，目前絕大多數(shù)具有高介電常數(shù)的微波介電陶瓷具有大的正的頻率溫度系數(shù)τ_f，如CaTiO₃陶瓷的介電性能為：ε_r?=162,?Q×f?=12000?GHz，τ_f?=850?ppm/℃。要減小頻率溫度系數(shù)使其近于零的有效方法是利用負的頻率溫度系數(shù)的化合物來進行補償或在B位上進行替代形成固溶體來改變氧八面體的扭轉(zhuǎn)程度，從而減小頻率溫度系數(shù)。同時要保持有較高的介電常數(shù)和品質(zhì)因數(shù)，以滿足微波介電諧振器、微波介電天線和濾波器的實用化要求。

綜上所述，隨著微波通訊技術(shù)的迅猛發(fā)展，對中介電常數(shù)微波介電陶瓷材料的需求不斷增加，因此開發(fā)化學(xué)組成和制備工藝簡單的新型中介電常數(shù)微波陶瓷成為研究的熱點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有微波介電陶瓷頻率溫度系數(shù)大的缺點，提供一種

具有中介電常數(shù)、高品質(zhì)因數(shù)和小的頻率溫度系數(shù)，可在≤1560?℃燒結(jié)的介電陶瓷材料及其制備方法。

本發(fā)明的微波介電陶瓷材料由氧化物形式Ca、La、Ti、Mg和Nb組成，其化學(xué)組成為Ca₄La₂Ti_5-x(Mg_1/3Nb_2/3)_xO₁₇，其中0≤x≤4。.

微波介電陶瓷材料的制備方法，包括如下步驟：

（1）將純度大于99%的CaCO₃、(MgCO₃)₄·Mg(OH)₂·5H₂O、TiO₂、La₂O₃和Nb₂O₅的原始粉末按照Ca₄La₂Ti_5-x(Mg_1/3Nb_2/3)_xO₁₇化學(xué)式稱量配料，其中0≤x≤4；

（2）用無水乙醇濕式球磨混合12～24h；

（3）烘干后在1300℃?空氣氣氛中預(yù)燒4～6h；

（4）然后在預(yù)燒粉末中添加3%聚乙烯醇（PVA）水溶液，混合、烘干，過100目篩造粒；

（5）在100MPa下壓成圓柱狀樣品；

（6）在1480～1560?℃空氣氣氛中燒結(jié)4h。

本發(fā)明制備的微波介電陶瓷材料的性能如下：ε_r?=34～72,?Q×f?=14500～21280?GHz，τ_f?=+125～-16.7ppm/℃，可廣泛用于不同場合的介電諧振器、濾波器、介電天線等微波器件。

附圖說明：