[發(fā)明專利]中溫?zé)Y(jié)微波介質(zhì)陶瓷

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210097380.6
• 申請日: 2012-04-05
• 公開（公告）號: CN102617141A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李玲霞;廖擎瑋;任翔;孟慶磊;王洪茹
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: C04B35/495
• 分類號: C04B35/495;C04B35/622
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 曹玉平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電子信息材料與元器件領(lǐng)域，尤其涉及一種以MgTiNb₂O₈為化學(xué)式的新型中溫?zé)Y(jié)微波介質(zhì)陶瓷材料。

技術(shù)背景

伴隨著地面移動通信、車載雷達、衛(wèi)星直播電視、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)等微波應(yīng)用技術(shù)的迅速發(fā)展，頻率高端化、集成化、小型化和低成本化已成為微波技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。用微波陶瓷材料可以制成介質(zhì)諧振器、介質(zhì)濾波器、雙工器、微波介質(zhì)天線、介質(zhì)穩(wěn)頻振蕩器、介質(zhì)波導(dǎo)傳輸線等。這些器件廣泛應(yīng)用于微波技術(shù)各個領(lǐng)域。

目前大部分高性能微波介質(zhì)陶瓷材料燒結(jié)溫度都較高，極大的限制了其廣泛應(yīng)用。而高燒結(jié)溫度材料的低溫?zé)Y(jié)研究大多以犧牲性能為代價。因此，具有高性能中溫?zé)Y(jié)的微波介質(zhì)陶瓷材料在本領(lǐng)域的研究與應(yīng)用方面具有極大的優(yōu)勢。

MgTiNb₂O₈為錳鉭礦結(jié)構(gòu)微波介質(zhì)陶瓷材料，其燒結(jié)溫度較低(≤1200℃)，且具有良好的微波介電性能，國內(nèi)外還未見本發(fā)明的相關(guān)報道。本發(fā)明采用傳統(tǒng)固相法，制備出了中溫?zé)Y(jié)的MgTiNb₂O₈微波介質(zhì)陶瓷，并測試了其微波介電性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是適應(yīng)電子信息技術(shù)不斷向高頻化和數(shù)字化方向發(fā)展需要，提供一種溫度穩(wěn)定性高、中介電常數(shù)、高Qf值的新型中溫?zé)Y(jié)的MgTiNb₂O₈微波介質(zhì)陶瓷。

本發(fā)明通過如下技術(shù)方案予以實現(xiàn)。

本發(fā)明中溫?zé)Y(jié)微波介質(zhì)陶瓷，原料組分及其摩爾百分比含量為MgTiNb₂O₈。

其制備步驟如下：

(1)將原料MgO、Nb₂O₅、TiO₂分別按MgTiNb₂O₈化學(xué)式稱量配料；

(2)將上述配置好的化學(xué)原料混合，放入球磨罐中，加入氧化鋯球和去離子水，原料∶去離子水∶鋯球的質(zhì)量比為1∶1∶1.2，球磨1～12小時，將球磨后的原料于紅外干燥箱中烘干，過篩；

(3)將步驟(2)混合均勻的粉料在780℃煅燒3小時合成熔塊；

(4)將步驟(3)熔塊中外加質(zhì)量百分比為0.35～0.75％聚乙烯醇放入球磨罐中，加入氧化鋯球和去離子水，球磨4～8小時，烘干后過篩，再用粉末壓片機壓制成Φ10mm×5mm的圓柱型坯體；

(5)將步驟(4)圓柱型坯體于1100～1200℃燒結(jié)2～6小時，制得MgTiNb₂O₈微波介質(zhì)陶瓷；

(6)用網(wǎng)絡(luò)分析儀測試微波介質(zhì)陶瓷的微波介電性能。

所述步驟(1)的原料為純度大于99.9％的分析純原料。

所述步驟(2)的球磨后的原料于紅外干燥箱中100～120℃烘干。

所述步驟(4)的坯體為Φ10mm×5mm的圓柱型坯體，壓片機的表壓力為6～10MPa。

本發(fā)明的有益效果是，提供了一種中溫?zé)Y(jié)的MgTiNb₂O₈微波介質(zhì)陶瓷，其燒結(jié)溫度低，為1100～1200℃，介電常數(shù)為28～32，品質(zhì)因數(shù)高，為36,000～60,000GHz，溫度穩(wěn)定性好，諧振頻率溫度系數(shù)為-7.4～31×10^-6/℃。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步描述。

本發(fā)明采用純度大于99.9％的分析純原料，依MgTiNb₂O₈的化學(xué)計量比進行配料、混合，按混合原料∶去離子水∶鋯球的質(zhì)量比為1∶1∶1.2的比例加入尼龍球磨罐中，在轉(zhuǎn)速為400r/min行星式球磨機上球磨1～12小時，在1500W紅外干燥箱中于100～120℃烘干；于780℃預(yù)燒3h，制得熔塊；在此熔塊中外加質(zhì)量百分比為0.35～0.75％聚乙烯醇放入球磨罐中，加入氧化鋯球和去離子水，球磨4～8小時，烘干后過篩，再用粉末壓片機以6～10MPa的壓力壓制成Φ10mm×5mm的圓柱型坯體；將圓柱型坯體于1100～1200℃燒結(jié)2～6小時，制得微波介質(zhì)陶瓷。

本發(fā)明具體實施例的原料配比為：1.0442克MgO、6.8866克Nb₂O₅、2.0692克TiO₂。