[發明專利]一種低溫燒結高介微波介質陶瓷材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202011432018.0
• 申請日: 2020-12-09
• 公開（公告）號: CN112479704A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 邵輝;崔德威;郭榮;簡剛;宦鈞
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: C04B35/462
• 分類號: C04B35/462
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 杭行

本發明公開一種低溫燒結高介微波介質陶瓷材料及其制備方法，組成為Ni_x/3 Nb_2x/3Ti_1?xO₂，其中x=0.2?0.4；先將NiO、Nb₂O₅、TiO₂原料按化學式配料，再經過球磨、烘干、過篩、煅燒、二次球磨、造粒后壓制成型為圓柱試樣，于1125?1200℃燒結，制得鎳鈮鈦系微波介質陶瓷。本發明介電常數為75?89，Q×f9000，諧振頻率溫度系數為±10ppm/℃，該材料可用于陶瓷天線、濾波器件、諧振器等微波器件制作。相對于現有技術，本方案的有益效果在于，本發明所述的微波介質陶瓷材料體系為鎳鈮鈦酸鹽陶瓷介電常數為75?89，Q×f9000，諧振頻率溫度系數為±10ppm/℃，且制備材料體系新穎，能提供一種高介高品質的微波介質陶瓷材料，可用于陶瓷天線、濾波器件、諧振器等微波器件制作。

技術領域

本發明涉及電子材料與器件技術領域，提供一種低溫燒結高介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，主要用于用作諧振器、濾波器、介質天線、介質導波回路等微波元器件。可用于移動通訊、衛星通訊和軍用雷達等方面。是近年來國內外對微波介質材料研究領域的一個熱點方向。微波介質陶瓷作為微波元器件，應滿足：接近于零的頻率溫度系數，具備穩定載波信號頻率；相對較高的介電常數，可以使得器件小型化；較高的品質因數，具有優良的選頻特性。高介微波介質陶瓷材料主要有鈣鈦礦結構與金紅石結構陶瓷材料，這二種結構都具有氧八面體結構，這也是獲得高介電常數緣由。

本發明通過金紅石型TiO2基摻雜Ni2+、Nb5+獲得高介電常數NiO-Nb2O5-TiO2系微波介質陶瓷，從而具有高的品質因數與近零頻率溫度系數，是一種新型高介微波介質陶瓷材料。

發明內容

本發明的目的在于提供一種介電常數為75-89，Q×f9000，諧振頻率溫度系數小于±10PPm/℃的微波介質陶瓷材料。具體方案如下：

一種低溫燒結高介微波介質陶瓷材料，包括Ni_x/3Nb_2x/3Ti_1-xO₂，其中x=0.2-0.4。

一種低溫燒結高介微波介質陶瓷材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）將NiO、Nb₂O₃、TiO₂原料，按 Ni_x/3Nb_2x/3Ti_1-xO₂的化學式進行配料，將混合粉體加入球磨罐中，混料10-12小時；將混料后漿料烘干過篩100目；

（2）將步驟（1）的粉體裝入坩堝置于高溫爐中，在1000℃預燒5h，獲得預燒粉體；

（3）將步驟（2）預燒后的粉體，置于研磨體中，加入研磨介質鋯球以及無水乙醇，球磨10h，將研磨后的漿料置于干燥箱中烘干，過篩獲得粉體；

（4）將步驟（3）中的粉體加入質量分數為5%PVA溶液作為粘合劑進行造粒，過60目篩，經壓片機成型，獲得圓柱體生坯；

（5）將圓柱體生坯置入電爐于1125-1200℃燒結成瓷。

進一步改進在于，所述步驟（1）中化學式Ni_x/3Nb_2x/3Ti_1-xO₂，其中x=0.2-0.4。

進一步改進在于，所述步驟（3）陶瓷粉體、鋯球、無水乙醇的質量比為1:4:1，球磨轉速為150r/min。

進一步改進在于，所述步驟（4）得到的圓柱體生坯，以2~5℃/min升溫至450℃，保溫1~4h后，以5℃/min升溫至1125-1200℃燒結2-5h，隨爐冷卻后，得到本方案的陶瓷樣品。