[發明專利]一種低溫共燒微波陶瓷介質材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202010920309.8
• 申請日: 2020-09-04
• 公開（公告）號: CN112125661A
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 趙華
• 申請（專利權）人: 臨沂金成電子有限公司
• 主分類號: C04B35/453
• 分類號: C04B35/453;C04B35/622;C04B35/638;C04B41/00
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本發明公開了一種低溫共燒微波陶瓷介質材料及其制備方法，涉及微波陶瓷介質材料技術領域。低溫共燒微波陶瓷介質材料包括Ba?Zr?Sn基料和改性劑，所述Ba?Zr?Sn基料中碳酸鋇(BaCO₃)：氧化鋯(ZrO₂)：氧化錫(SnO₂)摩爾比為1:(0.2～0.6):4；所述改性劑為CuO、CaCO₃、Nb₂O₅、La₂O₃四種氧化物的混合物，其質量百分比含量為Ba?Zr?Sn基料的1.5％～14％。由此制成的低溫燒結微波陶瓷介質材料，經檢測具有較低的損耗即較高的Q值，近零且系列化的頻率溫度系數，適中的介電常數和良好的工藝穩定性。

技術領域

本發明涉及微波陶瓷介質材料技術領域，尤其涉及一種低溫共燒微波陶瓷介質材料及其制備方法。

背景技術

利用鐵電材料的電學非線性是實現無源可調微波器件的重要技術途徑之一，而單純的BaTiO ₃ 基鐵電材料體系，往往具有較高的介電常數，在可調微波器件應用方面，很難滿足其空間阻抗匹配的要求。對于常規傳統的微波陶瓷材料，其功能特性相對較為單一，基本不具有介電可調特性，也不能滿足可調微波器件的設計要求。同時，BaTiO ₃ 基鐵電材料和微波陶瓷材料的燒結溫度一般都在1000℃以上，還不能很好的滿足低溫共燒陶瓷技術的需求，難于實現微波器件模塊化和尺寸小型化。因此，在當今電子器件多功能化、功能模塊化和尺寸小型化的發展趨勢下，尋找介電常數系列化、具有介電可調特性且可以低溫燒結的新型微波介質陶瓷材料體系是一個重要的發展方向。現有技術下的微波陶瓷材料在高頻微波下，對微波能量損耗大。

目前使用的低溫燒結微波陶瓷介質材料的理想狀態是：介電常數能夠系列化、低損耗和近零諧振頻率溫度系數特征，從材料介電常數系列化以及減小電子元器件尺寸方面來說，當前需要開發一種具有低損耗特性、原材料成本低、工藝重復性好，并能夠與銀電極材料實現低溫共燒的具有中高介電常數的陶瓷個質材料，以滿足微波通信行業的應用需求。

目前，微波陶瓷介質通常采用的是固相反應法合成，即將多種氧化物粉料混合、煅燒，經過機械研磨獲得粉體，但很難獲取高純度的物相，且不能確保粉體成分分布的均勻性，而粉體成分分布的不均勻性導致了介電損耗的增大。

發明內容

本發明的目的就是針對上述微波陶瓷介質固相反應法存在的問題，提出一種低溫共燒微波陶瓷介質材料及其制備方法。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種低溫共燒微波陶瓷介質材料，包括Ba-Zr-Sn基料和改性劑。

所述Ba-Zr-Sn基料中碳酸鋇(BaCO₃)：氧化鋯(ZrO₂)：氧化錫(SnO₂)摩爾比為 1:(0.2～0.6):4；

所述改性劑為CuO、CaCO₃、Nb₂O₅、La₂O₃ 四種氧化物的混合物，其質量百分比含量為Ba-Zr-Sn基料的1.5％～14％ ；

一種低溫共燒微波陶瓷介質材料的制備方法，包括以下工藝步驟：

1、Ba-Zr-Sn基料合成，包括以下步驟 ：

①以碳酸鋇(BaCO₃)、氧化鋯(ZrO₂)和氧化錫(SnO₂)為原料，按照BaCO₃: ZrO₂: SnO₂ =1:(0.1～0.6):4的摩爾比進行配比備料，將配比備料以去離子水為球磨介質進行球磨，球磨后于100～120℃下烘干并過40目篩 ；