[發明專利]一種微波介質陶瓷材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202010598495.8
• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN111689771B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 張軍志;楊和成;羅超
• 申請（專利權）人: 廈門松元電子股份有限公司
• 主分類號: C04B35/465
• 分類號: C04B35/465;C04B35/626
• 代理公司: 廈門智慧呈睿知識產權代理事務所(普通合伙) 35222
• 代理人: 郭福利

1.一種微波介質陶瓷材料，包括主材和改性添加物，其特征在于：所述主材的化學式為Mg_2-3xCa_xTiO_4-2x·yCaSiO₃，其中0.01≤x≤0.50，0.00y≤0.20；所述主材在所述微波介質陶瓷材料中所占的質量分數為99.2～99.8wt％；所述改性添加物在所述微波介質陶瓷材料中所占的質量分數為0.2～0.8wt％；

其中，所述改性添加物選自BaCO₃、SrCO₃、ZnO、MnCO₃、Sb₂O₃和SiO₂中的一種或一種以上混合物；

其中，各個所述改性添加物在所述微波介質陶瓷材料中所占的質量分數范圍是：BaCO₃為0～0.35％，SrCO₃為0～0.2％，ZnO為0～0.2％，MnCO₃為0～0.4％，Sb₂O₃為0～0.3％，SiO2為0～0.1；

其中，所述微波介質陶瓷材料的制備方法包括以下步驟：

S1，合成Mg_2-3xCa_xTiO_4-2x：將氫氧化鎂、碳酸鈣和二氧化鈦按配比置于球磨機中，加水混合均勻，進行濕法球磨，再在空氣氣氛中1050℃～1300℃的溫度范圍煅燒2～4小時，得到Mg_2-3xCa_xTiO_4-2x；所述氫氧化鎂的比表面積大于7.0m²/g，所述二氧化鈦的比表面積大于5.0m²/g；

S2，合成CaSiO₃：將碳酸鈣及二氧化硅按配比置于球磨機中，加水混合均勻，進行濕法球磨，再在空氣氣氛中1050℃～1100℃的溫度范圍煅燒1～2小時，得到CaSiO₃；

S3，將步驟S1獲得的Mg_2-3xCa_xTiO_4-2x、步驟S2獲得的CaSiO₃以及改性添加物按配方要求一并置于球磨機中，加水進行濕法球磨，經過均勻化處理，然后把球磨好的物料進行干燥，獲得粉末態的所述微波介質陶瓷材料；

其中，得到成型的微波介質陶瓷材料，其溫介電常數介于18～23，溫度系數τf(-40～85℃)：±10ppm/℃，Qf值≥40000GHz。

2.根據權利要求1所述的一種微波介質陶瓷材料，其特征在于，步驟S3中，球磨后的物料粒徑為0.4-1.0μ m 。

3.根據權利要求1所述的一種微波介質陶瓷材料，其特征在于，還包括以下步驟：S4，粉末態的所述微波介質陶瓷材料中加入粘合劑、增塑劑、分散劑，球磨1～2小時，獲得漿料，干燥后獲得粉料，將粉料壓制成生坯；

S5，排膠：將生坯置于500℃～650℃中，保溫16～32小時，得到坯體；S6，燒結：排膠后的坯體，在空氣氣氛中，1300～1380℃內保溫3～5小時；

S7，退火：燒結后，在950℃～1050℃范圍內，保溫1～2小時，得到成型的微波介質陶瓷材料。

4.根據權利要求3所述的一種微波介質陶瓷材料，其特征在于，所述粘合劑為聚乙烯醇，所述增塑劑為聚乙二醇，所述分散劑為羧酸銨鹽。

5.根據權利要求3所述的一種微波介質陶瓷材料，其特征在于，步驟S5的排膠過程，升溫速度小于10℃/小時。

6.根據權利要求3所述的一種微波介質陶瓷材料，其特征在于，步驟S6的燒結過程，升溫速度為150℃～200℃/小時。