[發(fā)明專利]一種中介電常數(shù)微波介質(zhì)陶瓷材料、制備方法及應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811039570.6
• 申請日: 2018-09-06
• 公開（公告）號: CN108774062A
• 公開（公告）日: 2018-11-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 尋之朋;張曉黎;于澤威;夏往所;石禮偉
• 申請（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C04B35/465
• 分類號: C04B35/465;C04B35/622
• 代理公司: 徐州市淮海專利事務(wù)所 32205
• 代理人: 李鵬

本發(fā)明公開了一種中介電常數(shù)微波介質(zhì)陶瓷材料、制備方法及應(yīng)用，化學(xué)式為Mg₂NdTiO_5.5。本發(fā)明以MgO、Nd₂O₃、TiO₂作為原料，利用固相反應(yīng)制備出微波介質(zhì)陶瓷Mg₂NdTiO_5.5，最終提供了具有中介電常數(shù)及較高品質(zhì)因數(shù)的微波介質(zhì)陶瓷材料，該陶瓷材料的煅燒溫區(qū)為900～1300℃，燒結(jié)溫區(qū)為1400℃～1550℃，介電常數(shù)為24～27，品質(zhì)因數(shù)為7658～15579GHz，性能穩(wěn)定，能夠應(yīng)用于制造微波元件。本發(fā)明的制備工藝操作簡單，制備工藝流程可靠、容易實現(xiàn)材料的穩(wěn)定生產(chǎn)；燒結(jié)時的可選參數(shù)范圍較大且可調(diào)控，容錯率和良品率較高，大大降低了次品率和總體制造成本，適合工業(yè)化生產(chǎn)和大力推廣。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種陶瓷材料及其制備方法，具體是一種中介電常數(shù)微波介質(zhì)陶瓷材料、制備方法及應(yīng)用，屬于電子信息材料與元器件領(lǐng)域。

背景技術(shù)

微波介質(zhì)陶瓷是應(yīng)用于微波技術(shù)領(lǐng)域的一類電介質(zhì)陶瓷。隨著移動通信、雷達(dá)、衛(wèi)星定位系統(tǒng)等微波技術(shù)的迅速發(fā)展，微波器件的小型化、集成化、頻率高端化以及低成本化已成為微波技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。在微波電路中，傳統(tǒng)的金屬諧振器的體積和重量較大，難以滿足微波器件的發(fā)展要求，而微波介質(zhì)陶瓷具有低微波損耗和穩(wěn)定的諧振頻率溫度系數(shù)等特點(diǎn)，且可制作成各種微波器件，如介質(zhì)諧振器、濾波器等。

在微波介質(zhì)陶瓷中，中介電常數(shù)微波介質(zhì)陶瓷主要用于現(xiàn)代雷達(dá)和微波通信技術(shù)。目前，中介電常數(shù)微波介質(zhì)陶瓷的研究體系主要有BaO-TiO₂系列、ZrO₂-SnO-TiO₂系列、復(fù)合鈣鈦礦系列以及A²⁺B⁵⁺₂O₆系列。隨著信息化程度的提高，新材料體系的開發(fā)越來越受到人們重視，尤其是為了滿足更高的使用要求，對中介電常數(shù)、高品質(zhì)因數(shù)的微波介質(zhì)陶瓷材料的需求逐漸增加。

此外，目前的微波介質(zhì)陶瓷材料的制備過程較為繁瑣，對工藝要求極為嚴(yán)格，一旦制取過程出現(xiàn)偏差會導(dǎo)致產(chǎn)品報廢，直接提升了制造成本。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種的中介電常數(shù)微波介質(zhì)陶瓷材料及其制備方法，制得的微波介質(zhì)陶瓷材料具有中介電常數(shù)且品質(zhì)因數(shù)較高，且制備工藝流程可靠，操作簡單，容錯率較高，可以降低制造成本、適合工業(yè)化生產(chǎn)和推廣，本發(fā)明的另一目的在于提供一種中介電常數(shù)微波介質(zhì)陶瓷材料的應(yīng)用。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種中介電常數(shù)微波介質(zhì)陶瓷材料，化學(xué)式為Mg₂NdTiO_5.5。

本發(fā)明還提供了一種中介電常數(shù)微波介質(zhì)陶瓷材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)按化學(xué)計量式Mg₂NdTiO_5.5中各元素的質(zhì)量比稱量化學(xué)原料MgO、Nd₂O₃、TiO₂；

(2)將步驟(1)配置好的化學(xué)原料放入球磨罐中混合，加入無水乙醇作為球磨介質(zhì)，球磨6小時；

(3)將步驟(2)球磨后的原料置于干燥箱中于100℃烘干，烘干后的粉料過40目篩；

(4)將步驟(3)過篩后所得的粉料置于坩堝中，在900～1300℃進(jìn)行煅燒4小時；

(5)對步驟(4)煅燒好的粉料進(jìn)行處理，放入球磨機(jī)中，加入無水乙醇作為球磨介質(zhì)，球磨12小時；

(6)將步驟(5)球磨后的原料置于干燥箱中于100℃烘干，烘干后的粉料過80目篩；