[发明专利]一种钛酸锶钡复合钼酸盐的微波介电可调材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于电子材料与器件技术领域，具体涉及一种高Q值、介电可调的钛酸锶钡基微波陶瓷介质材料，该材料能被用于电调谐微波谐振器、滤波器以及微波介质天线等可调微波元器件的材料。

背景技术

具有高介电常数、低介电损耗、介电常数非线性可调以及其Curie温度可调的钙钛矿结构钛酸锶钡铁电材料在作为微波可调器件方面(如移相器、滤波器、可变电容器以及延迟线等)得到日益广泛关注，尤其在作为微波移相器方面更是目前研究的热点。但具有高介电常数的BST陶瓷材料很难满足其与激励源内部阻抗匹配和高功率的要求，这大大限制了其在微波可调器件领域的应用。因此，如何制备出既具有低介电常数、高Q值，又具有一定介电可调特性的材料体系是一个技术难点。

目前，大多数研究者主要通过加入非铁电微波介质材料形成复合结构，从而达到降低介电常数和微波频段下介电损耗，使其可用于微波可调器件。Sengupta等已对BST与非铁电材料MgO的复合进行了系统的研究并申请了相关美国专利，虽然该复合材料的介电常数和损耗在一定程度上得到了降低，但随着MgO含量的增加，其介电常数的温度依赖特性和介电可调特性却急剧下降。董显林等在BST陶瓷材料与Mg₂SiO₄-MgO复合方面也做了一定的研究工作，关于BST材料的介电常数与介电可调性相互制约这一矛盾也没有得到很好的解决。本课题组早期采用MgAl₂O₆，Mg₂TiO₄，MgAl₂O₄，MgB₂O₃等与不同质量比钛酸锶钡复合，研制得到具有低介电常数、高Q值和一定介电可调特性的陶瓷介质材料体系复合方面做了大量工作，取得了很大的进展。然而，Ba_1-ySr_yTiO₃与具有优异的微波介电特性的AMoO₄(A＝Ba，Sr，Ca，Mn，Mg，Zn，Co)(ε_r＝8-10，Q*f，最高能达到89700GHz)的复合及其介电性能研究尚未见相关报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种高Q值、介电可调的钛酸锶钡复合钼酸盐的微波陶瓷介质材料及其制备方法。

本发明的高Q值、介电可调的钛酸锶钡复合钼酸盐的微波陶瓷介质材料，其化学成分符合化学下式(1-x)％Ba_1-ySr_yTiO₃+x％AMoO₄，其中，A选自Ba、Sr、Ca、Mn、Mg、Zn和Co；0＜x＜100；y＝0.4～0.6。元素右下角的数字代表各对应元素的摩尔比；以高Q值、介电可调的钛酸锶钡复合钼酸盐的微波陶瓷介质材料的总重量计，(1-x％)和x％分别代表Ba_1-ySr_yTiO₃和AMoO₄的重量百分含量。

较佳的，所述高Q值、介电可调的钛酸锶钡复合钼酸盐的微波陶瓷介质材料的(1-x％)Ba_1-ySr_yTiO₃+x％AMoO₄中：A选自Ba和Sr；x＝10～40；y＝0.4～0.6。

本发明的高Q值、介电可调的钛酸锶钡复合钼酸盐的微波陶瓷介质材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)通过固相反应法制备混合粉料，具体为：选用BaCO₃、SrCO₃、TiO₂、MoO₃和A的碳酸盐或氧化物为主要原料，按照(1-x％)Ba_1-ySr_yTiO3+x％AMoO₄中的Ba、Sr、Ti、A和Mo的化学计量比配料，将配好的原料置于尼龙球磨罐中，加入氧化锆球和球磨介质球磨，出料烘干后经预烧及研磨后得到混合粉料。

本发明采用传统的电子陶瓷粉料制备工艺，通过固相反应法制备获得高Q值、介电可调的钛酸锶钡复合钼酸盐的微波陶瓷介质材料的混合粉料。

较佳的，步骤(1)中，所述球磨介质为无水乙醇或去离子水，球磨时间为20～24小时。

较佳的，步骤(1)中，所述预烧温度为1000℃～1300℃，预烧时间为2-4小时。

(2)在获得的混合粉料中加入氧化锆球和球磨介质球磨，出料烘干后过筛。