[發明專利]一種提高中介電常數微波介質陶瓷微波介電性能的方法

在審

• 申請號: 201710281880.8
• 申請日: 2017-04-26
• 公開（公告）號: CN107140979A
• 公開（公告）日: 2017-09-08
• 發明（設計）人: 李玲霞;孫正;張博文;呂笑松;羅偉嘉
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: C04B35/495
• 分類號: C04B35/495;C04B35/622
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所12201
• 代理人: 張宏祥

技術領域

本發明屬于一種以成分為特征的陶瓷組合物，尤其涉及一種以Ba[(Co_0.3Zn_0.7)_1/3Nb_2/3]O₃為化學式，提高制品的Qf值的方法。

背景技術

新一代信息技術不斷涌現，微波介質陶瓷的新興應用領域也在不斷擴展，如4G移動通信，數字電視，頻率可調濾波器，頻率捷變雷達等。微波介質陶瓷材料自20世紀90年代產生分化以來，主要朝著探索具有更高介電常數(ε_r>100)的新體系和追求超低損耗化(尤其是中介電常數類(20～40))兩個重要方向來開展。目前，微波介質陶瓷元器件正向著小型化、低損耗化、化成本、工作高頻化和多頻化的趨勢發展。

Ba[(Zn,Co)_1/3Nb_2/3]O₃固溶體，是一種溫度穩定的低損耗微波介質陶瓷，近年來已逐漸成為中介電常數微波介質陶瓷的主流材料。然而，大多數鈮酸鹽由于較差的熱穩定性會在燒結過程中發生無序相變，介電損耗較大，因而后續的熱處理過程必不可少，使制備工藝過程更加復雜。

發明內容

本發明的目的，是為了提高Ba[(Co_0.3Zn_0.7)_1/3Nb_2/3]O₃制品的Qf值，適應中介電常數微波介質陶瓷低損耗發展的需要。以BaCO₃、CoO、ZnO、Nb₂O₅為原料，通過簡單固相法制備一種具有低損耗的中介電常數微波介質陶瓷體系。

本發明通過如下技術方案予以實現。

一種提高中介電常數微波介質陶瓷微波介電性能的方法，其化學式為：Ba[(Co_0.3Zn_0.7)_1/3Nb_2/3]O₃；

具體實施步驟如下：

(1)將BaCO₃、CoO、ZnO、Nb₂O₅按化學計量式Ba[(Co_0.3Zn_0.7)_1/3Nb_2/3]O₃進行配料；將粉料放入聚酯罐中，加入去離子水和鋯球后，球磨4～8小時；

(2)將步驟(1)球磨后的原料放入干燥箱中，于100～120℃烘干，然后過40目篩；

(3)將步驟(2)過篩后的原料放入中溫爐中，于1000～1200℃預燒，保溫3～6小時；

(4)將步驟(3)預燒后的原料，放入球磨罐中，加入氧化鋯球和去離子水，球磨10～15小時，烘干后過篩，再用粉末壓片機以1～3MPa的壓力壓制成坯體；

(5)將步驟(4)的坯體于1350℃～1450℃燒結，保溫4～6小時，之后以1℃/min～0.05℃/min的降溫速率降溫至1000℃～1200℃，然后自然冷卻至室溫，制成具有低損耗的中介電常數微波介質陶瓷。

所述步驟(1)的BaCO₃、CoO、ZnO、Nb₂O₅為分析純試劑。

所述步驟(4)的坯體直徑為15mm，厚度為6mm。

所述步驟(5)的降溫速率為0.2℃/min，降溫的溫度為1100℃。

本發明通過固相法，結合合適的降溫速率和溫度，制備了一低損耗的中介電常數微波介質陶瓷。其介電常數ε_r為33.5～34.2，最佳Qf值為65800。該制備方法簡化了材料的制備工藝流程，節省了時間成本和能源成本。

具體實施方式

本發明以分析純BaCO₃、CoO、ZnO、Nb₂O₅為初始原料，通過固相法制備陶瓷電容器用中介電常數微波介質陶瓷，具體實施例如下：

實施例1