[发明专利]一种低介微波介质陶瓷及其制备方法

说明书

本发明提供一种低介微波介质陶瓷及其制备方法，所述低介微波介质陶瓷的化学组成为Li₂Mg_0.45TiO_3.45。

技术领域

本发明属于微波介质陶瓷技术领域，具体涉及一种低介电常数微波介质陶瓷及其制备方法。

背景技术

近年来，随着通讯技术的迅速发展，对微波器件的需求量也日益增长。微波介质陶瓷具有微波损耗低、介电常数低和频率温度系数小等优点，既可以满足通信机的可移动性、便携性、小型化、微型化的要求，又可以满足在微波范围具有高性能、高可靠性工作特性要求，得到广泛关注。

应用于微波系统中的低介电常数微波介质，其基本性能要求为：介电常数ε_r＝10～30，谐振频率温度系数τ_f＝-5～5ppm/℃，Qf≥50000GHz。现有的低介电常数微波介质价格较昂贵、工艺复杂且性能不稳定。Li₂O-MgO-TiO₂系陶瓷具有低的介电常数ε_r和高的品质因数Qf，但其谐振频率温度系数τ_f为较大的负值(Li₂Mg₃TiO₆，Qf＝152000GHz，ε_r＝15.2，τ_f＝-39ppm/℃)，不满足低介电常数微波介质的应用性能要求。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种工艺简单且性能稳定的低介微波介质陶瓷及其制备方法。本发明的微波介质陶瓷，制备工艺简单，重复性良好，且微波介电性能优异。

一方面，本发明提供一种低介微波介质陶瓷，所述低介微波介质陶瓷的化学组成为Li₂Mg_0.45TiO_3.45。

该低介微波介质陶瓷具有优良的微波介电性能，例如其介电常数为18～20，品质因素为93800～110000GHz，优选为100000～110000GHz，谐振频率温度系数为4～5ppm/℃。

另一方面，本发明提供上述低介微波介质陶瓷的制备方法，包括如下步骤：

(1)将化学原料TiO₂、Li₂CO₃、和MgO分别按Li₂Mg_0.45TiO_3.45化学式称量配料，混合，球磨，得到混合均匀的粉料；

(2)将混合均匀的粉料在1000℃～1200℃煅烧，得到煅烧料；

(3)将煅烧料球磨、造粒，压制成胚体；

(4)将胚体在1240～1400℃烧结成瓷，获得所述低介微波介质陶瓷。

该制备工艺原料廉价易得，工艺简单，过程无污染，具有广阔的应用前景。

较佳地，步骤(1)中，所述TiO₂、Li₂CO₃、和MgO的纯度均大于99.9％。

较佳地，步骤(1)中，球磨时间为12～24h。

较佳地，步骤(2)中，煅烧时间为1～8h。

较佳地，步骤(3)中，球磨时间为6～12h。

较佳地，步骤(3)中，向球磨后的粉料中加入质量溶度为6％～8％的聚乙烯醇作为粘结剂并造粒。

较佳地，步骤(1)和/或步骤(3)中，以氧化锆球为磨球，以水为球磨介质，优选地，球磨粉料、氧化锆球、水的质量比为(1～2)：(1～2)：(2～3)。

较佳地，步骤(4)中，烧结时间为1～8h。