[發(fā)明專利]一種鈦基非化學(xué)計量比微波介質(zhì)陶瓷材料

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910971617.0
• 申請日: 2019-10-14
• 公開（公告）號: CN110818412A
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李玲霞;喬堅栗;杜明昆;羅偉嘉;彭偉
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 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(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 張宏祥

本發(fā)明公開了一種鈦基非化學(xué)計量比微波介質(zhì)陶瓷材料，以MgO、TiO₂、Nb₂O₅、ZrO₂為原料，目標(biāo)合成物表達式為Mg_1+xTi_0.9Zr_0.1Nb₂O₈，其中x＝0.01～0.05。先將原料按化學(xué)計量式進行配料，經(jīng)球磨、烘干、過篩后于1050℃預(yù)燒，再二次球磨后進行造粒，壓制成生坯；生坯于1225℃～1275℃燒結(jié)，制成鈦基非化學(xué)計量比微波介質(zhì)陶瓷材料。本發(fā)明的介電常數(shù)ε_r為28.86～30.35，品質(zhì)因數(shù)Qf為37389～66864GHz，諧振頻率溫度系數(shù)τ_f為?19.38～?26.57×10^?6/℃。制備工藝簡單，采用中溫?zé)Y(jié)，應(yīng)用前景廣泛。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于一種以成分為特征的陶瓷組合物，尤其涉及一種以Mg_1+xTi_0.9Zr_0.1Nb₂O₈為 化學(xué)式的中溫?zé)Y(jié)，具有高Q值的微波介質(zhì)陶瓷材料及其制備方法。

背景技術(shù)

微波技術(shù)是近代科學(xué)發(fā)展的重大成果之一。由于微波具有波長短、頻率高等優(yōu)點，因 而具有良好的選頻特性，被廣泛應(yīng)用于移動通訊、衛(wèi)星通信、軍用雷達、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)、藍牙技術(shù)、無線局域網(wǎng)等領(lǐng)域。微波通信技術(shù)的發(fā)展對微波器件的性能(靈敏 度、信噪比、覆蓋范圍、通信容量等)和尺寸提出了新的要求。

為滿足不同的應(yīng)用需求，微波介質(zhì)陶瓷材料不斷發(fā)展，各種性能優(yōu)異的新型微波介質(zhì) 陶瓷材料不斷涌現(xiàn)。微波介質(zhì)陶瓷材料的應(yīng)用要求包括三個方面：合適的介電常數(shù)、較高 的品質(zhì)因數(shù)Qf(較好的頻率選擇性)及較小的頻率溫度系數(shù)(高的溫度穩(wěn)定性)。

鎢錳鐵礦結(jié)構(gòu)的ATiNb₂O₈(A＝Zn,Mg,Co)是一種新型微波介質(zhì)陶瓷材料，因其具有適 中的介電常數(shù)，較高的Qf值而受到廣泛關(guān)注。其中，純相的ZnTiNb₂O₈材料的微波介電 性能為：Qf＝42500GHz，ε_r＝34，τ_f＝-52×10^-6/℃。而與其結(jié)構(gòu)相似的材料體系MgTiNb₂O₈， Qf值僅為26200GHz，這限制了該體系的進一步發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的，是為了改善MgTiNb₂O₈介質(zhì)陶瓷材料的品質(zhì)因數(shù)，以適應(yīng)電子信息技 術(shù)高頻化和數(shù)字化的發(fā)展方向。以MgO、TiO₂、Nb₂O₅、ZrO₂為原料，采用簡單固相法， 制備一種具有高品質(zhì)因數(shù)的非化學(xué)計量比Mg_1+xTi_0.9Zr_0.1Nb₂O₈微波介質(zhì)陶瓷材料。

本發(fā)明通過如下技術(shù)方案予以實現(xiàn)。

一種鈦基非化學(xué)計量比微波介質(zhì)陶瓷材料，以MgO、TiO₂、Nb₂O₅、ZrO₂為原料，目 標(biāo)合成物表達式為Mg_1+xTi_0.9Zr_0.1Nb₂O₈，其中x＝0.01～0.05。

具體實施步驟如下：