[發(fā)明專利]一種低損耗微波介質陶瓷材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310632846.2
• 申請日: 2013-12-02
• 公開（公告）號: CN103641469A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發(fā)明（設計）人: 唐斌;李皓;袁穎;鐘朝位;張樹人
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: C04B35/465
• 分類號: C04B35/465;C04B35/20;C04B35/622
• 代理公司: 成都宏順專利代理事務所(普通合伙) 51227
• 代理人: 李順德;王睿

1.一種低損耗微波介質陶瓷材料，包含主晶相和添加劑；其中主晶相包括MgTiO₃、Mg₂SiO₄和CaTiO₃，MgTiO₃、Mg₂SiO₄和CaTiO₃三者之間的摩爾比為(1-x):x:y、且0<x≤0.8，0.05≤y≤0.07，主晶相中含有少量的Mg₂TiO₄；添加劑包括MnO₂、Co₂O₃、CeO₂和Nb₂O₅，添加劑質量分數(shù)占整個微波介質陶瓷材料總質量的0.5%～3%；整個低損耗微波介質陶瓷材料Q×f值在65000～85000GHz之間，相對介電常數(shù)ε_r在9～20之間，諧振頻率溫度系數(shù)在±10ppm/℃以內。

2.根據(jù)權利要求1所述的低損耗微波介質陶瓷材料，其特征在于，所述改性添加劑中，MnO₂、Co₂O₃、CeO₂和Nb₂O₅占整個微波介質陶瓷材料總質量的百分比含量為MnO₂：0～0.5%、Co₂O₃：0～0.5%、CeO₂：0～0.4%、Nb₂O₅：0～1.0%。

3.一種低損耗微波介質陶瓷材料的制備方法，包括以下步驟：

步驟1：Mg₂SiO₄晶相粉料合成；

以純度為99%的堿式碳酸鎂和99.5%的二氧化硅為起始原料，控制Mg和Si的摩爾比為Mg:Si=(2+k):1，其中：0.03≤k≤0.1；球磨混合均勻后在1100～1300℃下保溫燒結2～4小時，然后隨爐冷卻得到含有少量MgO粉末的Mg₂SiO₄晶相粉料；

步驟2：以步驟1所得含有少量MgO粉末的Mg₂SiO₄晶相粉料與純度分別為99%的堿式碳酸鎂、99.5%二氧化鈦和99.5%的碳酸鈣為原料，按照目標產(chǎn)物(1-x)MgTiO₃-xMg_2+kSiO₄-yCaTiO₃，其中0<x≤0.8，0.05≤y≤0.07所述的摩爾比進行混料，并摻入添加劑；所述添加劑包括MnO₂、Co₂O₃、CeO₂和Nb₂O₅，添加劑質量分數(shù)占整個微波介質陶瓷材料總質量的0.5%～3%；然后球磨，球磨后在1050℃～1200℃溫度條件下預燒2～4小時，得到預燒料；

步驟3：造粒、成型；

將步驟2所得預燒料添加相當于預燒料質量5%～9%的聚乙烯醇造粒，造粒尺寸控制在100～250目，并在20MPa下壓制成生坯；

步驟4：燒結；

將步驟3所得生坯，在1320℃～1380℃溫度條件下燒結4～6小時，得到最終的微波陶瓷介質材料。

4.根據(jù)權利要求3所述的低損耗微波介質陶瓷材料的制備方法，其特征在于，步驟2中各添加劑成分MnO₂、Co₂O₃、CeO₂和Nb₂O₅占整個微波介質陶瓷材料總質量的百分比含量為MnO₂：0～0.5%、Co₂O₃：0～0.5%、CeO₂：0～0.4%、Nb₂O₅：0～1.0%。

5.根據(jù)權利要求3所述的低損耗微波介質陶瓷材料的制備方法，其特征在于，步驟1和步驟2所述球磨工藝為：以二氧化鋯球為球磨介質、去離子水作為溶劑，按照料:球:水=1:5:3～6重量比，球磨4～10小時，再將球磨料于100℃下烘干并過40目篩。