[發明專利]一種低介微波介質陶瓷材料及其溫頻特性調控方法

在審

• 申請號: 202011175349.0
• 申請日: 2020-10-28
• 公開（公告）號: CN112299837A
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 雷文;杜康;呂文中;王曉川;汪小紅;范桂芬;付明
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: C04B35/457
• 分類號: C04B35/457;C04B35/622
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 許恒恒;李智

1.一種低介微波介質陶瓷材料，其特征在于，其主晶相的化學通式為CaO-SnO₂-xSiO₂-yGeO₂，其中，0≤x≤1.0，0≤y≤1.0，x+y＝1，且主晶相為馬來石相，該微波介質陶瓷材料為低介微波介質陶瓷材料，相對介電常數ε_r＝10.37～11.7。

2.如權利要求1所述低介微波介質陶瓷材料，其特征在于，所述低介微波介質陶瓷材料的品質因數Q×f＝37900～64200GHz，諧振頻率溫度系數τ_f滿足-77.8ppm/℃≤τ_f≤+62.5ppm/℃。

3.如權利要求1所述低介微波介質陶瓷材料，其特征在于，通過調控x和y，利用離子取代，能夠調控微波介質陶瓷材料中SnO₆八面體扭曲度，從而調控微波介質陶瓷材料的諧振頻率溫度系數τ_f。

4.如權利要求3所述低介微波介質陶瓷材料，其特征在于，0≤x≤1.0，0≤y≤0.7，微波介質陶瓷材料的諧振頻率溫度系數τ_f為正值。

5.如權利要求4所述低介微波介質陶瓷材料，其特征在于，x＝0.3，y＝0.7，微波介質陶瓷材料的諧振頻率溫度系數τ_f＝+5.2ppm/℃，品質因數Q×f＝37900GHz。

6.制備如權利要求1－5任意一項所述低介微波介質陶瓷材料的方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)按照名義化學計量比稱取CaCO₃、SnO₂、GeO₂和SiO₂，然后將這些原料通過濕法球磨處理，球磨后烘干，然后進行預燒，得到預燒陶瓷粉體；

(2)對所述步驟(1)得到的預燒陶瓷粉體，再次進行濕法球磨處理，烘干后加入粘合劑造粒，接著壓片并進行燒結，即可得到低介微波介質陶瓷材料。

7.如權利要求6所述方法，其特征在于，所述步驟(1)中，所述預燒的溫度為1100-1150℃，預燒時間為5-10小時。

8.如權利要求6所述方法，其特征在于，所述步驟(2)中，所述粘結劑為PVA或石蠟，粘合劑加入的質量分數為5％～10％；優選的，所述粘結劑為PVA，粘合劑加入的質量分數為5％。

9.如權利要求6所述方法，其特征在于，所述步驟(2)中，所述燒結的溫度為1450℃～1500℃，燒結時間為5-10小時；優選的，在燒結結束后，以1℃/min的速率降溫至1000℃后再以2℃/min的速率降溫至800℃，隨后隨爐降溫。

10.如權利要求1－5任意一項所述低介微波介質陶瓷材料的溫頻特性調控方法，其特征在于，該方法是通過調控x和y，利用離子取代，調控微波介質陶瓷材料中SnO₆八面體扭曲度，從而調控微波介質陶瓷材料的諧振頻率溫度系數τ_f。