[发明专利]一种高Q值高介电常数微波介质陶瓷材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高Q值高介电常数微波介质陶瓷材料，化学式为Sr_1‑xLa_2x/3TiO₃，其中0＜x＜1.0。先将原料SrCO₃、La₂O₃、TiO₂按化学式称量配料，经磨、烘干、过筛，再于1150℃下煅烧4小时，合成主晶相；造粒后，再以2MPa的压力压制成型为坯体；坯体于1300℃烧结，保温6小时，制成高Q值高介电常数微波介质陶瓷材料。本发明的介电常数ε_r为49.2～296，品质因数Qf值为3000GHz～15243GHz，谐振频率温度系数τ_f在42×10^‑6/℃～1580×10^‑6/℃范围内。

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Sr_1-xLa_2x/3TiO₃(0＜x＜ 1.0)为化学式，具有高Q值高介电常数的微波介质陶瓷材料及其制备方法

背景技术

近年来，快速进步的移动通讯技术对微波器件的需求不断提升。微波介质陶瓷因其优异的性能得到了广泛关注。微波介质陶瓷介电损耗低、介电常数高、谐振频率温度系数可近零，目前普遍使用在移相器、滤波器、介质谐振器、稳频振荡器、微波介质天线等微波技术各个领域。

随着微波技术在无线通系统中的应用不断受到重视，对微波介质陶瓷材料的开发研究围绕着追求超低的介电损耗(特别是中介电常数类)和探索更高相对介电常数(ε_r＞100) 的新材料体系两方面开展。目前，微波介质陶瓷元器件正向微型化、低损耗、高稳定、片式化和低成本的方向发展，开发高介电常数材料并减小其损耗对减小器件体积有重要意义。

发明内容

本发明的目的，是为在现有技术的基础上进一步提高SrTiO₃陶瓷材料的Qf值并减小τ_f值，以适应电子信息技术高频化和数字化的发展方向。提供一种以SrCO₃、La₂O₃、TiO₂为原料，通过简单固相法制备一种具有高Q值高品质因数低τ_f值的微波介质陶瓷材料。

本发明通过如下技术方案予以实现。

一种高Q值高介电常数微波介质陶瓷材料，化学式为Sr_1-xLa_2x/3TiO₃，其中0＜x＜1.0。

上述高Q值高介电常数微波介质陶瓷材料的制备方法，具体实施步骤如下：

(1)将原料SrCO₃、La₂O₃、TiO₂按Sr_1-xLa_2x/3TiO₃其中0＜x＜1.0的化学式称量配料；

(2)将步骤(1)配制的粉料放入球磨罐中，加入氧化锆球和无水乙醇，球磨6小时；再将球磨后的原料置于红外干燥箱中烘干，烘干后过40目筛，获得颗粒均匀的粉料；

(3)将步骤(2)处理后的粉料于1150℃下煅烧4小时，合成主晶相；

(4)在步骤(3)合成主晶相的粉料中外加质量百分比为0.75％的聚乙烯醇，放入球磨罐中，加入氧化锆球和无水乙醇，球磨12小时，烘干后过80目筛，再用粉末压片机以2MPa的压力压制成型为坯体；

(5)将步骤(4)成型后的坯体于1300～1350℃烧结，保温6小时，制成高Q值高介电常数微波介质陶瓷材料。

所述步骤(2)和步骤(4)的烘干温度为100℃。