[發(fā)明專利]一種低介微波介質(zhì)陶瓷及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810404575.8
• 申請(qǐng)日: 2018-04-28
• 公開（公告）號(hào): CN110407576A
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝天翼;林慧興;張奕;任海深;姚曉剛;何飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所
• 主分類號(hào): C04B35/465
• 分類號(hào): C04B35/465
• 代理公司: 上海瀚橋?qū)＠硎聞?wù)所(普通合伙) 31261
• 代理人: 曹芳玲;熊子君

本發(fā)明提供一種低介微波介質(zhì)陶瓷及其制備方法，所述低介微波介質(zhì)陶瓷的化學(xué)組成為L(zhǎng)i₂Mg_0.45TiO_3.45。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微波介質(zhì)陶瓷技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低介電常數(shù)微波介質(zhì)陶瓷及其制備方法。

背景技術(shù)

近年來，隨著通訊技術(shù)的迅速發(fā)展，對(duì)微波器件的需求量也日益增長(zhǎng)。微波介質(zhì)陶瓷具有微波損耗低、介電常數(shù)低和頻率溫度系數(shù)小等優(yōu)點(diǎn)，既可以滿足通信機(jī)的可移動(dòng)性、便攜性、小型化、微型化的要求，又可以滿足在微波范圍具有高性能、高可靠性工作特性要求，得到廣泛關(guān)注。

應(yīng)用于微波系統(tǒng)中的低介電常數(shù)微波介質(zhì)，其基本性能要求為：介電常數(shù)ε_r＝10～30，諧振頻率溫度系數(shù)τ_f＝-5～5ppm/℃，Qf≥50000GHz。現(xiàn)有的低介電常數(shù)微波介質(zhì)價(jià)格較昂貴、工藝復(fù)雜且性能不穩(wěn)定。Li₂O-MgO-TiO₂系陶瓷具有低的介電常數(shù)ε_r和高的品質(zhì)因數(shù)Qf，但其諧振頻率溫度系數(shù)τ_f為較大的負(fù)值(Li₂Mg₃TiO₆，Qf＝152000GHz，ε_r＝15.2，τ_f＝-39ppm/℃)，不滿足低介電常數(shù)微波介質(zhì)的應(yīng)用性能要求。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種工藝簡(jiǎn)單且性能穩(wěn)定的低介微波介質(zhì)陶瓷及其制備方法。本發(fā)明的微波介質(zhì)陶瓷，制備工藝簡(jiǎn)單，重復(fù)性良好，且微波介電性能優(yōu)異。

一方面，本發(fā)明提供一種低介微波介質(zhì)陶瓷，所述低介微波介質(zhì)陶瓷的化學(xué)組成為L(zhǎng)i₂Mg_0.45TiO_3.45。

該低介微波介質(zhì)陶瓷具有優(yōu)良的微波介電性能，例如其介電常數(shù)為18～20，品質(zhì)因素為93800～110000GHz，優(yōu)選為100000～110000GHz，諧振頻率溫度系數(shù)為4～5ppm/℃。

另一方面，本發(fā)明提供上述低介微波介質(zhì)陶瓷的制備方法，包括如下步驟：

(1)將化學(xué)原料TiO₂、Li₂CO₃、和MgO分別按Li₂Mg_0.45TiO_3.45化學(xué)式稱量配料，混合，球磨，得到混合均勻的粉料；

(2)將混合均勻的粉料在1000℃～1200℃煅燒，得到煅燒料；

(3)將煅燒料球磨、造粒，壓制成胚體；

(4)將胚體在1240～1400℃燒結(jié)成瓷，獲得所述低介微波介質(zhì)陶瓷。

該制備工藝原料廉價(jià)易得，工藝簡(jiǎn)單，過程無污染，具有廣闊的應(yīng)用前景。

較佳地，步驟(1)中，所述TiO₂、Li₂CO₃、和MgO的純度均大于99.9％。

較佳地，步驟(1)中，球磨時(shí)間為12～24h。

較佳地，步驟(2)中，煅燒時(shí)間為1～8h。

較佳地，步驟(3)中，球磨時(shí)間為6～12h。

較佳地，步驟(3)中，向球磨后的粉料中加入質(zhì)量溶度為6％～8％的聚乙烯醇作為粘結(jié)劑并造粒。

較佳地，步驟(1)和/或步驟(3)中，以氧化鋯球?yàn)槟デ颍运疄榍蚰ソ橘|(zhì)，優(yōu)選地，球磨粉料、氧化鋯球、水的質(zhì)量比為(1～2)：(1～2)：(2～3)。

較佳地，步驟(4)中，燒結(jié)時(shí)間為1～8h。