[發明專利]一種低損耗巖鹽礦結構微波介質陶瓷及制備方法

有效

• 申請號: 201710786124.0
• 申請日: 2017-09-04
• 公開（公告）號: CN107555986B
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 畢金鑫;吳海濤;楊長紅
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: C04B35/465
• 分類號: C04B35/465;C04B35/634;C04B35/64
• 代理公司: 濟南譽豐專利代理事務所(普通合伙企業) 37240
• 代理人: 高強

本發明公開了一種低損耗巖鹽礦結構微波介質陶瓷及制備方法，該陶瓷材料組成表達式為：Li₂Mg_1+0.33xTi_1?xNb_0.67xO₄，其中0.25≤x≤0.35。本發明先將Li₂CO₃，MgO，TiO₂和Nb₂O₅等原材料按照表達式進行配料，經球磨、干燥、過篩后于1050°C環境下進行預燒處理；再經二次球磨、干燥后外加8%重量百分比粘合劑進行造粒，壓制成型為坯體，采用埋燒法對陶瓷坯體于1400?1450°C燒結，制得高性能的鋰鎂鈦基微波介質陶瓷。本發明微波介質陶瓷材料具有以下特點：較高的品質因數（Q×f~160,000GHz），接近于0的諧振頻率溫度系數（τ_f~?3ppm/°C）。所制備材料介電常數（ε_r）約為16，制備工藝較為簡單，制備過程環保，成本較低，是一種很有發展前途的低介電微波介質材料。

技術領域

本發明屬于特種陶瓷制備工藝技術領域，特別涉及一種低損耗巖鹽礦結構微波介質陶瓷及其制備方法。

背景技術

微波介質陶瓷(MWDC)是指在微波頻段電路中作為介質材料完成微波信號處理的一種陶瓷，是一種新型的電子功能陶瓷。

隨著互聯網技術的迅猛發展，信息容量呈指數性增長，應用頻率朝著更高的頻段發展，便攜式終端和移動通信進一步向著小型化、高集成化和高可穩定性等方向發展。

同時，介質諧振器、濾波器、電容器等器件在電磁波的接受與發送、能量與信號耦合及篩選頻率方面有待進一步的提高，這就對微波電路中的元器件提出了更高要求，開發小型化、高穩定、廉價及高集成化的新型微波介質陶瓷已成為當今研究開發的焦點所在。

微波介質陶瓷作為制造微波元器件的關鍵部分，應滿足如下性能要求：（1）相對介電常數ε_r要盡量的高，這可以讓器件更加小型化；（2）諧振頻率溫度系數τ_f要盡可能的接近0，這樣才能使器件工作時有較好的穩定性；（3）品質因數 Q×f值要高，這樣才能有優良的選頻特性。

近年來，一種新型的立方晶系巖鹽礦結構的Li₂MgTiO₄陶瓷由于具有良好的微波介電性能而逐漸進入研究人員視線：在2011年，Tseng等人首次報道了在1360°C燒結的Li₂MgTiO₄陶瓷具有優異的微波介電性能，即ε_r=17.25，Q×f =97,300 GHz和τ_f =-27.2ppm/°C；在2015年，Yao等人報道了在1250°C燒結的通過傳統的固相法制備的Li₂MgTiO₄陶瓷具有ε_r=15.07，Q×f =91,000 GHz和τ_f =-28 ppm/°C的微波介電性能。

基于上述研究可以發現巖鹽礦結構的Li₂MgTiO₄陶瓷是比較有應用潛力的一種新型微波介質陶瓷體系，但由于溫度系數與介電損耗較大等原因，尚未見該系材料產品在國內外市場的實際應用。

發明內容

本發明提供了一種采用離子復合摻雜手段和埋燒法制備的具有優異微波介電性能的Li₂MgTiO₄基微波介質陶瓷。