[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: 202010706615.1
• 申請日: 2020-07-21
• 公開（公告）號: CN111925197B
• 公開（公告）日: 2023-01-03
• 發明（設計）人: 朱曉斌;聶敏;王俊生
• 申請（專利權）人: 深圳順絡電子股份有限公司
• 主分類號: C04B35/16
• 分類號: C04B35/16;C04B35/622;C04B35/64
• 代理公司: 深圳市嘉勤知識產權代理有限公司 44651
• 代理人: 王敏生

本發明公開了一種微波介質陶瓷材料及其制備方法，該微波介質陶瓷材料包括硅酸鋅以及鋰化合物、銅化合物，硅酸鋅等由包括ZnO、SiO₂，CuO和Li₂CO₃組成的主粉體燒結得到，ZnO的重量百分比占主粉體的70％以下，Li₂CO₃和CuO的重量百分比之和占主粉體的3％以上。與現有Zn₂SiO₄微波介質陶瓷材料相比，本發明提供的微波介質陶瓷材料采用Li⁺和Cu²⁺部分替代Zn²⁺，可降低微波介質陶瓷材料燒結溫度；另一方面，其燒結晶粒生長致密且無明顯孔隙，具備高品質因數的特點，同時，其諧振頻率溫度系數τ_f不會過負，由此可見，本發明提供的微波介質陶瓷材料具有低燒結溫度和優異微波介電性能的特點。

技術領域

本發明涉及電子陶瓷材料領域，更具體地說，涉及一種微波介質陶瓷材料及其制備方法。

背景技術

微波介質陶瓷是指應用于微波頻段電路中作為介質材料并完成一種或多種功能的陶瓷，在現代通訊中被廣泛作為諧振器、濾波器、耦合器等元器件，在軍事雷達、衛星、飛機、手機、wifi等領域均有重要的應用。特別的，目前對低介電常數(εr＝5～8)的微波介質陶瓷材料需求較大。

現有硅酸鋅(Zn₂SiO₄)微波介質陶瓷材料具備優異的微波介電性能：介電常數εr＝6.6，品質因數Q·f＝219000GHz，諧振頻率溫度系數τ_f較小為-61ppm/℃，但是其燒結溫度在1300℃以上，若降低其燒結溫度，則制備得到的微波介質陶瓷材料的微波介電性能會變差，例如微波介質陶瓷材料的品質因數Q·f將會明顯下降。

發明內容

本發明提供了一種微波介質陶瓷材料及其制備方法，該微波介質陶瓷材料具有低燒結溫度和優異微波介電性能的特點。

本發明提供一種微波介質陶瓷材料，該微波介質陶瓷材料包括硅酸鋅以及鋰化合物、銅化合物，所述硅酸鋅的、鋰化合物、銅化合物由包括ZnO、SiO₂，CuO和Li₂CO₃組成的主粉體燒結得到，所述ZnO的重量百分比占主粉體的70％以下，Li₂CO₃和CuO的重量百分比之和占主粉體的3％以上。

可選的，主粉體中Li₂CO₃的重量百分比為0.2％～8％，ZnO的重量百分比為55％～67％，CuO的重量百分比為3％～10％，SiO2的重量百分比為25％～30％。

進一步地，本發明還提供了一種微波介質陶瓷材料的制備方法，該方法包括：

S1、將預設比例的Li₂CO₃、ZnO、CuO、SiO₂進行球磨，研磨后進行烘干得到主粉體；ZnO的重量百分比占主粉體的70％以下，Li₂CO₃和 CuO的重量百分比之和占主粉體的3％以上；

S2、將所述主粉體進行預燒，預燒后保溫預設時長；

S3、將保溫后的主粉體進行球磨，并在球磨后進行烘干；

S4、將烘干后的所述主粉體和預設比例的復合助燒劑混合后再進行球磨，并在研磨后烘干得到微波介質粉料，復合助燒劑包括H₃BO₃；

S5、在所述微波介質粉料中添加粘合劑并造粒，經干壓壓制成為預設形狀后，經排膠、燒結、保溫后得到微波介質陶瓷材料。

可選的，在所述步驟S4之前還包括制備所述復合助燒劑的步驟，包括：