[发明专利]一种低介电常数微波介质陶瓷及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于微波介质陶瓷材料制造技术领域，尤其涉及一种低介电常数微波介质陶瓷及其制备方法。

背景技术

微波介质陶瓷(MWDC)是指应用于微波频段(主要是UHF、SHF频段，300MHz～300GHz)电路中作为介质材料并完成一种或多种功能的陶瓷，是近年来国内外对微波介质材料研究领域的一个热点方向。这主要是适应微波移动通讯的发展需求。微波介质陶瓷制作的元器件具有体积小、质量轻、性能稳定、价格便宜等优点。

低介电常数能减小材料与电极之间的交互耦合损耗，并提高电信号的传输速率，高品质因数有利于提高器件工作频率的可选择性，近零的谐振频率温度系数，有助于提高器件的频率温度稳定特性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术存在的的问题，本发明提供了一种低介电常数微波介质陶瓷及其制备方法，具有介电常数低、电信号传输速率块，品质因数高，有利于提高器件工作频率，谐振频率温度系数接近零，有利于提高器件的频率温度稳定性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种低介电常数微波介质陶瓷，质量百分比组成为：(1-x)(Ba_0.8Zn_0.2)TiO₃—x(Ca_0.61La_0.26)TiO₃，其中0.10≤x≤0.18。

进一步地，由以下各组分组成：碳酸钡、氧化锌、二氧化钛、碳酸钙和三氧化二镧。

一种低介电常数微波介质陶瓷的制备方法，包括如下步骤：

步骤1)按比例称取碳酸钡、氧化锌、二氧化钛、碳酸钙和三氧化二镧，得混合物；

步骤2)在步骤1)中得到的混合物中加入水和二氧化锆球进行球磨，球磨结束后，烘干、过筛，得粉体；

步骤3)将步骤2)中得到的粉体在1120～1160℃的温度下煅烧2～3h，得煅烧粉体；

步骤4)在步骤3中得到的煅烧粉体中加入水和二氧化锆球，然后再加入粘结剂、分散剂和脱模剂，球磨24h，造粒；

步骤5)将步骤4)造的粒压制成成品，并在1280～1360℃的温度范围内烧结2～4h，得到低介电常数微波介质陶瓷。

作为优选，所述步骤2)中混合物、二氧化锆球和水的质量比为1:2.5:1.2，

作为优选，所述步骤2)中烘干温度为150±5℃，并通过80目钢丝网筛过筛。

作为优选，所述步骤4)中的煅烧粉体、二氧化锆球和水的质量比为1:2.5:1.0。

作为优选，所述粘结剂为质量分数为12％的聚乙烯醇水溶液。

作为优选，所述分散剂为水和无水乙醇中的一种或两种。

作为优选，所述脱模剂为三氧化二铝粉。

本发明的有益效果是：本发明提供的一种低介电常数微波介质陶瓷，具有介电常数低、电信号传输速率块，品质因数高，有利于提高器件工作频率，谐振频率温度系数接近零，有利于提高器件的频率温度稳定性。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步对本发明进行阐述，应理解，引用实施例仅用于说明本发明，而不用于限制本发明的范围。

实施例一

步骤1：将化工原材料碳酸钡(纯度99.8％)、氧化锌(分析纯)、二氧化钛(纯度99.8％)、碳酸钙(纯度99.8％)、三氧化二镧(纯度99.99％)按照该微波材料的摩尔百分比组成0.84(Ba_0.8Zn_0.2)TiO₃—0.16(Ca_0.61La_0.26)TiO₃进行配制；

步骤2：加入去离子水和二氧化锆球作为球磨介质，按照料：球：水＝1：2.5：1.2的比例球磨24h。球磨好的浆料在150±5℃的条件下进行烘干处理，然后把粉料过80目钢丝网筛；

步骤3：将过筛后的粉体在1140℃的温度下煅烧3h，得到煅烧粉体；

步骤4：把煅烧后的粉体放入聚酯胺桶，按照料：球：水＝1:2.5:1的比例把去离子水和二氧化锆球也加入桶中作为球磨介质，然后再加入12％(质量百分比)的聚乙烯醇水溶液作为12％的聚乙烯醇水溶液、加入水和三氧化二铝粉球磨24h后，进行造粒；

步骤5：把造粒粉体压制成Φ13.85×t6.2mm的TE01模谐振器；

步骤6：把压制好的谐振器分别在1280℃、1300℃、1320℃、1350℃的温度下烧结3h；