[发明专利]SiO2和Bi2O3复合掺杂ZnO/SiO2微波介质陶瓷的制备方法

说明书

技术领域

本申请属于通讯技术领域，特别是涉及一种SiO₂和Bi₂O₃复合掺杂ZnO/SiO₂微波介质陶瓷的制备方法。

背景技术

随着通信事业的迅速发展，各类移动通讯设备对小型化、高性能化的微波器件的需求量日益增加，微波介质陶瓷的研究和实用化也取得了长足的进步。

传统的低介陶瓷存在着各种各样的问题和缺点：烧结温度高，难以实现低温烧结；频率温度系数较大或品质因数较低，不能满足微波电子器件的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种SiO₂和Bi₂O₃复合掺杂ZnO/SiO₂微波介质陶瓷的制备方法，以克服现有技术中的不足。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本申请实施例公开一种SiO₂和Bi₂O₃复合掺杂ZnO/SiO₂微波介质陶瓷的制备方法，包括：

(1)、制备ZnO/SiO₂基料；

(2)、加入6wt％的SiO₂，加入4wt％的Bi₂O₃，在750～780℃预合成3小时；

(3)、球磨：将料放入尼龙球磨罐中，以无水乙醇作为球磨介质，氧化锆为磨球，利用变频式行星球磨机球磨，球磨转速365rpm，按照原料：磨球：无水乙醇＝1:3:2比例球磨10～15小时；

(4)、烘干、过筛：将球磨后浆料在干燥箱中进行干燥，干燥温度100℃，干燥时间20min，干燥完成后采用40目的筛子过筛，获得陶瓷粉料；

(5)造粒：在陶瓷粉料中加入8wt％的聚乙烯醇，充分研磨后再过筛；

(6)、干压成型：将造粒好的陶瓷粉料在180MPa的压力下压制成圆柱形陶瓷生坯或圆片；

(7)、烧结：在500℃排胶1小时，然后按照3～5℃/min速率升至900～1000℃保温2小时；

(8)、冷却至室温：首先以1℃/min的速率降到1000℃，再以100℃/小时的速率降到800℃，然后自然冷却至常温。

优选的，在上述的SiO₂和Bi₂O₃复合掺杂ZnO/SiO₂微波介质陶瓷的制备方法中，采用固相法合成ZnO/SiO₂基料。

优选的，在上述的SiO₂和Bi₂O₃复合掺杂ZnO/SiO₂微波介质陶瓷的制备方法中，固相法合成ZnO/SiO₂基料方法包括：

(1)、ZnO和SiO₂按照摩尔比5:3计量；

(2)、球磨：将按配方称好的粉料放入尼龙球磨罐中，以无水乙醇作为球磨介质，氧化锆为磨球，利用变频式行星球磨机球磨，球磨转速365rpm，按照原料：磨球：无水乙醇＝1:3:2比例球磨10～15小时；

(3)、烘干、过筛：将球磨后浆料在干燥箱中进行干燥，干燥温度80℃，干燥时间20min，干燥完成后采用100目的筛子过筛；

(4)、预烧：在氧化铝坩埚中于1100℃预烧4小时。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明通过SiO₂和Bi₂O₃复合掺杂可以显著降低烧结温度。获得陶瓷材料性能参数如下：介电常数＝6.2，品质因数＝38400GHz，温度系数＝-47.2ppm/℃。

具体实施方式

本发明通过下列实施例作进一步说明：根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体的物料比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。

本实施例中，SiO₂和Bi₂O₃复合掺杂ZnO/SiO₂微波介质陶瓷的制备方法，包括：

(1)、制备ZnO/SiO₂基料；