[发明专利]中介电常数温度稳定型微波介质陶瓷及其制备方法

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，尤其涉及一种以(Zn_0.95Mg_0.05)ZrNbTaO₈为化学式的具有中介电常数、温度稳定性的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，尤其是移动通信向着高可靠性和小尺寸方向发展，对微波介质材料提出了更高的要求，微波介质陶瓷已成为近年来功能陶瓷最活跃的研究领域之一。其中，对于温度稳定性的研究已成为一大热点。微波器件需要在不同的温度下工作，而要保证其载波信号在不同温度下功能的稳定性，就必须要求微波介质材料的谐振频率不随温度变化，或是变化较小。因此，近零的谐振频率温度系数就成为了衡量材料性能的重要

随着陶瓷材料的不断发展，为满足不同应用，各种性能优异的新材料不断涌现。以ZnO-Nb₂O₅系微波介质陶瓷为中心研究的中介铌酸盐微波介质陶瓷，受到了广泛的关注。本发明的(Zn_0.95Mg_0.05)ZrNbTaO₈为单斜结构复合微波介质陶瓷材料，其具有良好的微波介电性能，国内外还未见本发明的相关报道。

发明内容

本发明的目的，是为调节ZnZrNb₂O₈微波介质材料的谐振频率温度系数，并进一步提高品质因数，适应电子信息技术不断向高频化和数字化方向发展的需要。提供一种以ZnO、MgO、ZrO₂、Nb₂O₅、Ta₂O₅为原料，通过简单固相法制备一种具有高品质因数的(Zn_0.95Mg_0.05)ZrNbTaO₈微波介质陶瓷材料。

本发明通过如下技术方案予以实现。

一种中介电常数温度稳定型微波介质陶瓷材料，其化学式为：(Zn_0.95Mg_0.05)ZrNbTaO₈；

该微波介质陶瓷材料的之本方法，具体实施步骤如下：

(1)将ZnO、MgO、ZrO₂、Nb₂O₅、Ta₂O₅按化学计量式(Zn_0.95Mg_0.05)ZrNbTaO₈进行配料，将粉料放入聚酯罐中，加入去离子水和锆球后，球磨5～9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700～850℃预烧，保温4～8小时。

(4)将步骤(3)预烧后的粉料进行混合，放入球磨罐中，加入氧化锆球和去离子水，球磨9～12小时，烘干后过筛，再用粉末压片机以5～9MPa的压力压制成坯体；

(5)将步骤(4)的坯体于1150℃～1280℃烧结，保温2～8小时，制成具有中介电常数的微波介质陶瓷。

所述步骤(1)采用行星式球磨机进行球磨，球磨机转速为600转/分。

所述步骤(4)的坯体直径为10mm，厚度为5mm。

所述步骤(5)的烧结温度为1220℃。

本发明通过简单固相法制备了一种新型的微波介质陶瓷材料(Zn_0.95Mg_0.05)ZrNbTaO₈。其介电常数ε_r为28.42～31.86，品质因数Q×f为85345～92745GHz，谐振频率温度系数τ_f为-8.56～3.85×10^-6/℃的。该制备方法简化材料的制备工艺，节省了时间和能源成本。

具体实施方式