[发明专利]一种温度稳定型钙钛矿结构微波介质陶瓷

说明书

技术领域

本发明属于一种以成分为特征的陶瓷组合物，特别涉及一种温度稳定型钙钛矿结构微波介质陶瓷微波介质陶瓷及其制备方法。

背景技术

现代通信技术的不断发展，对元器件的小型化、集成化和模块化的要求日益迫切，对微波介质材料提出了更高的要求。微波介质陶瓷尤其是钙钛矿结构的微波介质材料已成为近年来功能陶瓷领域最活跃的研究领域之一。其中，MgTiO₃陶瓷作为一种传统的类钙钛矿结构的微波介质材料，在微波频段仍然具有低介电常数、超高品质因数等优异的微波介电性能，但存在温度稳定性差(τ_f～-50ppm/℃)，烧结温度高(＞1400℃)的缺点。

微波器件需要在不同的环境温度下工作。要使滤波器的载波信号在不同的温度下不出现漂移，就必须要求微波介质材料的谐振频率不随温度变化，或者是变化较小，即微波介质材料的谐振频率温度系数需要近零。因此，微波介质材料的温度稳定性是现实微波器件的高稳定性和高可靠性的关键因素。微波介质材料尤其是MgTiO₃基微波介质陶瓷材料温度稳定性的研究已成为一大热点。同时，MgTiO₃陶瓷具有高的烧结温度，制备过程能耗大，不符合资源节约、低碳环保的理念。因此，研究一种具有温度稳定性的MgTiO₃基微波介质陶瓷材料并降低其烧结温度的需要日益迫切。

发明内容

本发明的目的，在于克服现有技术下的大部分钛酸镁基陶瓷材料具有较大的负的谐振频率温度系数的缺陷，提供一种新型高性能的温度稳定型的钛酸镁基微波介质陶瓷材料及其制备方法。

本发明通过如下技术方案予以实现。

.一种温度稳定型钙钛矿结构微波介质陶瓷，其目标合成物表达式为0.93MgTiO₃-0.07(Ca_0.4Na_0.3La_0.3)TiO₃；

该温度稳定型钙钛矿结构微波介质陶瓷的制备方法，具有如下步骤：

(1)将化学原料MgO、TiO₂按化学计量式MgTiO₃进行配料，放入聚酯球磨罐中，加入去离子水和锆球后，球磨8-16小时；

(2)将步骤(1)球磨后的原料放入干燥箱中，于100～120℃烘干，然后过40目筛；

(3)将步骤(2)过筛后的粉料放入中温炉中，于800～1000℃预烧，保温2～8小时；

(4)另将TiO₂、CaCO₃、La₂O₃、Na₂CO₃按化学计量式(Ca_0.4Na_0.3La_0.3)TiO₃进行配料，放入聚酯球磨罐中，加入去离子水和锆球后，球磨4～24小时；

(5)将步骤(4)球磨后的原料放入干燥箱中，于100～120℃烘干，然后过40目筛；

(6)将步骤(5)过筛后的粉料放入中温炉中，于900～1200℃预烧，保温2～8小时；

(7)将步骤(3)和(6)得到的粉料按照摩尔比为93:7的比例进行配料，放入聚酯球磨罐中，加入去离子水和锆球后，球磨8～24小时；

(8)将步骤(7)球磨后的原料放入干燥箱中，于100～120℃烘干，然后过40目筛；

(9)将步骤(8)过筛后的粉料外加质量百分比为8％～10％的石蜡作为粘合剂进行造粒，过80目筛，用粉末压片机压制成生坯；

(10)将步骤(9)的生坯于1200℃-1300℃烧结，保温2～8小时，制成温度稳定型钙钛矿结构的微波介质陶瓷。

所述步骤(1)、(4)或(7)采用行星式球磨机进行球磨，球磨机转速为400转/分。

所述步骤(9)的生坯直径为10mm，厚度为5mm。

所述步骤(9)的粉末压片机压力为4～8Mpa。

所述步骤(10)的烧结温度为1250℃。