[發(fā)明專利]一種高介電活性微波介質(zhì)陶瓷材料的制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201811046792.0
• 申請日: 2018-09-08
• 公開（公告）號: CN108911708A
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 裘友玖;韓桂林
• 申請（專利權(quán)）人: 佛山皖和新能源科技有限公司
• 主分類號: C04B35/04
• 分類號: C04B35/04;C04B35/622
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本發(fā)明涉及一種高介電活性微波介質(zhì)陶瓷材料的制備方法，屬于陶瓷材料技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明技術(shù)方案采用表面活性劑為模板，正硅酸乙酯為硅源，自組裝合成了毫米級輕質(zhì)、高強(qiáng)度多孔二氧化硅球．由于制備的二氧化硅球內(nèi)存在大量多級孔洞，通過將可溶性鑭鹽與氧化鋅制備成前驅(qū)體并還原制備改性顆粒，由于鑭離子摻雜半導(dǎo)體ZnO，鑭離子取代鋅離子有效降低氧化鋅的缺陷濃度，從而最終提高著氧化鋅的電導(dǎo)性能，通過制備的改性粉體有效吸附和分散在基體多孔二氧化硅材料表面，形成充分的吸附和分散，進(jìn)一步改善材料的介電性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高介電活性微波介質(zhì)陶瓷材料的制備方法，屬于陶瓷材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

微波介質(zhì)陶瓷材料可用來制作介質(zhì)基板、介質(zhì)天線、介質(zhì)諧振器、等微波器件。微波介質(zhì)陶瓷材料所具有的介電特性可以這些元器件具有損耗小、穩(wěn)定性高、體積小等特點(diǎn)，這些特點(diǎn)滿足了通信微波電路對元器件的性能要求。微波介質(zhì)陶瓷材料在微波技術(shù)中的主要用途有：

（1）介質(zhì)基板，在微波電路中起著電路中元器件與線路的承載、支撐以及絕緣、屏蔽的作用。另外，在微波介質(zhì)基板上可以制作微波帶狀線路振蕩器以及它的周邊電路，貼裝表面組裝元件，可以大大縮小微波器件體積。

片式電容器，在微波電路中的作用是電路及各元件間的耦合以及能量儲存。微波片式高Q多層陶瓷電容器廣泛應(yīng)用于微波集成電路。隨著移動通信向第三代過渡，移動電話變得更加的輕便化和高頻化，進(jìn)而推動高Q多層陶瓷電容器向小型化發(fā)展。

介質(zhì)天線，在微波電路的作用是集中吸收電磁波能量。其中片式微波陶瓷介質(zhì)天線不用再伸出機(jī)殼外，從而有效地防止因碰撞跌落而損壞，而且片式微波陶瓷介質(zhì)天線與SMT表面貼裝工藝兼容，有利于降低裝配成本及手機(jī)小型化。現(xiàn)在，介質(zhì)天線廣泛應(yīng)用于蜂窩和無繩電話、藍(lán)牙以及無線局域網(wǎng)。

介質(zhì)諧振器，在微波電路中起到的作用與一般電路中LC諧振電路相似。常用的有同軸形、圓柱形、矩形圓桿形、帶狀線形等介質(zhì)諧振器。在微波通信基站、無線發(fā)射基站、雷達(dá)、導(dǎo)航等設(shè)備、設(shè)施中廣泛應(yīng)用。

濾波器，在微波電路中的作用是消除微波電路中的噪音及傳輸信號。現(xiàn)在，介質(zhì)濾波器的應(yīng)用范圍主要有手機(jī)、無繩電話、帶阻濾波器及雙工器中。

隨著微波通信技術(shù)不斷向更高頻率發(fā)展，要求微波介質(zhì)陶瓷材料具有適當(dāng)?shù)?/p>

介電常數(shù)、更高的Q值以及近零的諧振頻率溫度系數(shù)。針對MgTiO₃-CaTiO₃近零溫度系數(shù)體系普遍存在的介電性能（尤其是品質(zhì)因數(shù)）較差、燒結(jié)溫度高等缺點(diǎn)，進(jìn)行離子取代、摻雜、添加燒結(jié)助劑等手段，優(yōu)化其微波介電性能，以適應(yīng)微波器件對微波介質(zhì)陶瓷材料的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題：針對現(xiàn)有的微波介質(zhì)陶瓷介電活性不佳的問題，提供了一種高介電活性微波介質(zhì)陶瓷材料的制備方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

（1）按重量份數(shù)計，分別稱量45～50份去離子水、25～35份質(zhì)量分?jǐn)?shù)80％乙醇溶液、3～5份十六烷基三甲基溴化銨、2～3份十二烷基磺酸鈉置于三角燒瓶中，攪拌混合并收集混合液；

（2）再按重量份數(shù)計，分別稱量45～50份混合液、10～15份正硅酸乙酯、6～8份質(zhì)量分?jǐn)?shù)20％鹽酸置于燒杯中，攪拌混合并收集混合凝膠液，得改性前驅(qū)體；

（3）按重量份數(shù)計，分別稱量85～90份去離子水、10～15份硫酸鋅、10～15份氯化鑭置于三角燒瓶中，攪拌混合并收集混合液，將碳酸氫銨溶液滴加至混合液中，攪拌混合并調(diào)節(jié)pH至6.5；

（4）待pH調(diào)節(jié)完成后，攪拌混合并靜置陳化，過濾并收集濾餅，真空冷凍干燥并研磨粉碎，過篩并置于管式氣氛爐中，預(yù)燒后，通氫氣排除空氣，升溫加熱并保溫煅燒，靜置冷卻至室溫，破碎并研磨過篩，得改性顆粒；