[發(fā)明專利]一種微波介質(zhì)陶瓷及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610227052.1
• 申請日: 2016-04-13
• 公開（公告）號: CN105669199B
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張少林;崔立成;毛積闖
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州子波電子科技有限公司
• 主分類號: H01B3/12
• 分類號: H01B3/12;C04B35/50;C04B35/49
• 代理公司: 北京超凡志成知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11371
• 代理人: 李丙林

本發(fā)明提供了一種微波介質(zhì)陶瓷及其制備方法。微波介質(zhì)陶瓷包括主晶相，主晶相的化學(xué)表達(dá)式為Zr_0.8Sn_0.2?x(Mg_1/3Nb_2/3)_xTiO₄，其中0＜x≤0.2。經(jīng)實驗表明，本發(fā)明提供的微波介質(zhì)陶瓷材料具有良好的微波介電性能：介電常數(shù)ε_r＝38～42，且在此范圍內(nèi)可調(diào)節(jié)；品質(zhì)因數(shù)Q*_f＝60000～70000GHz；頻率溫度系數(shù)τ_f＝?2.5～+6.3×10^?6/℃范圍內(nèi)可調(diào)節(jié)，溫度特性穩(wěn)定。本發(fā)明提供的微波介質(zhì)陶瓷制備方法燒結(jié)溫度較低，節(jié)約了能源成本，符合低碳環(huán)保理念。同時制備工藝簡單，無需特殊設(shè)備和苛刻工藝條件，適合工業(yè)化生產(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電子材料與元器件領(lǐng)域，尤其涉及一種微波介質(zhì)陶瓷及其制備方法。

背景技術(shù)

微波介質(zhì)材料是最近20年來迅速發(fā)展起來的一種新型功能電子陶瓷材料。它是濾波器、雙工器、諧振器及介質(zhì)波導(dǎo)回路等微波器件中的關(guān)鍵材料，被廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星通信、移動通信、電子對抗及機(jī)載通信等微波通信設(shè)備中，是當(dāng)前介質(zhì)材料的熱點之一。

Zr_0.8Sn_0.2TiO₄陶瓷作為一種傳統(tǒng)的微波介質(zhì)材料，微波波段為毫米波段(波長范圍：1～10mm)時，具有中介電常數(shù)(ε_r≈40)、高的品質(zhì)因數(shù)Q*_f、近零的諧振頻率溫度系數(shù)τ_f等微波介電性能，但存在燒結(jié)溫度高(高于1400℃)，制備過程中能耗較大，不符合低碳環(huán)保的理念。

隨著移動通訊技術(shù)不斷發(fā)展，對微波器件的小型化和高品質(zhì)提出更高的要求，這就要求微波介質(zhì)陶瓷介質(zhì)材料應(yīng)滿足以下要求：(1)具有適的中介電常數(shù)ε_r；(2)高品質(zhì)因數(shù)Q*_f；(3)溫度系數(shù)τ_f近零；(4)低碳節(jié)能。因此本領(lǐng)域有必要提供一種微波介電性能較好且價格較低的微波介質(zhì)陶瓷及其制備方法。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種微波介質(zhì)陶瓷，包括主晶相，所述主晶相的化學(xué)表達(dá)式為Zr_0.8Sn_0.2-x(Mg_1/3Nb_2/3)_xTiO₄，其中0＜x≤0.2。

在某些實施方式中，還包括燒結(jié)助劑，所述的燒結(jié)助劑為Li₂O、B₂O₃、Bi₂O₃中的任一一種或幾種組合。

在某些實施方式中，還包括改性添加劑，所述的改性添加劑為MnO₂、Co₂O₃、Ga₂O₃中的任一一種或幾種組合。

在某些實施方式中，所述的主晶相在微波介質(zhì)陶瓷中所占的摩爾百分比為90～95mol％。

在某些實施方式中，所述的燒結(jié)助劑在微波介質(zhì)陶瓷中所占的摩爾百分比為2.0～5.0mol％。

在某些實施方式中，所述的改性添加劑在微波介質(zhì)陶瓷中所占的摩爾百分比為1.0～5.0mol％。

本發(fā)明還提供了一種微波介質(zhì)陶瓷的制備方法，包括以下步驟：

(1)按照主晶相的化學(xué)表達(dá)式的化學(xué)計量比取ZrO₂、SnO₂、MgO、Nb₂O₅、TiO₂后進(jìn)行第一次球磨或沙磨后干燥得到第一混合物；

(2)將所述的第一混合物預(yù)燒得到粉料；