[发明专利]一种提高中介电常数微波介质陶瓷微波介电性能的方法

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Ba[(Co_0.3Zn_0.7)_1/3Nb_2/3]O₃为化学式，提高制品的Qf值的方法。

背景技术

新一代信息技术不断涌现，微波介质陶瓷的新兴应用领域也在不断扩展，如4G移动通信，数字电视，频率可调滤波器，频率捷变雷达等。微波介质陶瓷材料自20世纪90年代产生分化以来，主要朝着探索具有更高介电常数(ε_r>100)的新体系和追求超低损耗化(尤其是中介电常数类(20～40))两个重要方向来开展。目前，微波介质陶瓷元器件正向着小型化、低损耗化、化成本、工作高频化和多频化的趋势发展。

Ba[(Zn,Co)_1/3Nb_2/3]O₃固溶体，是一种温度稳定的低损耗微波介质陶瓷，近年来已逐渐成为中介电常数微波介质陶瓷的主流材料。然而，大多数铌酸盐由于较差的热稳定性会在烧结过程中发生无序相变，介电损耗较大，因而后续的热处理过程必不可少，使制备工艺过程更加复杂。

发明内容

本发明的目的，是为了提高Ba[(Co_0.3Zn_0.7)_1/3Nb_2/3]O₃制品的Qf值，适应中介电常数微波介质陶瓷低损耗发展的需要。以BaCO₃、CoO、ZnO、Nb₂O₅为原料，通过简单固相法制备一种具有低损耗的中介电常数微波介质陶瓷体系。

本发明通过如下技术方案予以实现。

一种提高中介电常数微波介质陶瓷微波介电性能的方法，其化学式为：Ba[(Co_0.3Zn_0.7)_1/3Nb_2/3]O₃；

具体实施步骤如下：

(1)将BaCO₃、CoO、ZnO、Nb₂O₅按化学计量式Ba[(Co_0.3Zn_0.7)_1/3Nb_2/3]O₃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4～8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)过筛后的原料放入中温炉中，于1000～1200℃预烧，保温3～6小时；

(4)将步骤(3)预烧后的原料，放入球磨罐中，加入氧化锆球和去离子水，球磨10～15小时，烘干后过筛，再用粉末压片机以1～3MPa的压力压制成坯体；

(5)将步骤(4)的坯体于1350℃～1450℃烧结，保温4～6小时，之后以1℃/min～0.05℃/min的降温速率降温至1000℃～1200℃，然后自然冷却至室温，制成具有低损耗的中介电常数微波介质陶瓷。

所述步骤(1)的BaCO₃、CoO、ZnO、Nb₂O₅为分析纯试剂。

所述步骤(4)的坯体直径为15mm，厚度为6mm。

所述步骤(5)的降温速率为0.2℃/min，降温的温度为1100℃。

本发明通过固相法，结合合适的降温速率和温度，制备了一低损耗的中介电常数微波介质陶瓷。其介电常数ε_r为33.5～34.2，最佳Qf值为65800。该制备方法简化了材料的制备工艺流程，节省了时间成本和能源成本。

具体实施方式

本发明以分析纯BaCO₃、CoO、ZnO、Nb₂O₅为初始原料，通过固相法制备陶瓷电容器用中介电常数微波介质陶瓷，具体实施例如下：

实施例1