[发明专利]一种近零谐振频率温度系数微波介质陶瓷及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于一种以成分为特征的陶瓷组合物，尤其涉及一种以Ba[(Co_0.7Zn_0.28)_1/3Nb_2/3]O₃为化学式，调整其谐振频率温度系数的制备方法。

背景技术

微波介质陶瓷是实现微波波导、介质隔离和介质谐振的关键材料，在谐振器、滤波器、微波介质天线、稳频振荡器和移相器等微波通信系统中的关键元器件中得到了广泛应用。随着微波技术的不断发展，微波元器件向着小型化、集成化、微波频率高端化和低成本化的方向发展，与之相对应，微波介质陶瓷的研究也趋向于开发中高介电常数材料、实现中介电常数微波介质陶瓷材料的低损耗化并提高其整体的微波介电性能。

在实际应用中，微波通信器件可能处于不同的环境温度中，而谐振频率温度系数τ_f可以用来表征谐振频率f因温度的变化而发生的漂移，τ_f有正负之分，τ_f为正说明f随温度的升高向频率升高的方向漂移，反之则f随温度升高向频率降低的方向漂移。τ_f绝对值很大的微波介质材料不适用于微波谐振器中，因为这样的材料不能保证一个稳定的谐振频率，导致载波信号随温度波动而漂移。因此，在谐振器的工作温度范围内，希望有近零的谐振频率温度系数。Ba[(Co_0.7Zn_0.3)_1/3Nb_2/3]O₃是一类具有较高Qf值(低损耗)的材料体系，但是其谐振频率温度系数为～12ppm/℃，需要对其进行进一步优化改善。

发明内容

本发明的目的，是为了调节Ba[(Co_0.7Zn_0.3)_1/3Nb_2/3]O₃的τ_f值，适应微波介质陶瓷对近零τ_f的要求。采用Zn离子缺失(Ba[(Co_0.7Zn_0.28)_1/3Nb_2/3]O₃)并添加微量稀土元素(CeO₂、Y₂O₃)的方法。以BaCO₃、CoO、ZnO、Nb₂O₅为原料，通过简固相法制备一种中介近零谐振频率温度系数微波介质陶瓷材料。

本发明通过如下技术方案予以实现。

一种近零谐振频率温度系数的微波介质材料，其化学式为：Ba[(Co_0.7Zn_0.28)_1/3Nb_2/3]O₃+xwt％CeO₂+ywt％Y₂O₃，其中0≤x≤0.01，0≤y≤0.01204；

该近零谐振频率温度系数的微波介质材料的制备方法，具体实施步骤如下：

(1)将BaCO₃、CoO、ZnO、Nb₂O₅按化学计量式Ba[(Co_0.7Zn_0.28)_1/3Nb_2/3]O₃进行配料；将粉料放入聚酯罐中，加入无水乙醇和锆球后，球磨4～12小时；

(2)将步骤(1)球磨后的原料放入干燥箱中，于80～100℃烘干，然后过40目筛；

(3)烘干、过筛后的粉料放入氧化铝坩埚内并加坩埚盖密封，然后置于中温炉中，于1000～1200℃预烧，保温3～6小时；

(4)将步骤(3)预烧后的粉料，放入球磨罐中，并按照xwt％CeO₂+ywt％Y₂O₃，其中0≤x≤0.01，0≤y≤0.01204，添加CeO₂和Y₂O₃元素，加入氧化锆球和无水乙醇，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；