[发明专利]一种钛基非化学计量比微波介质陶瓷材料

说明书

本发明公开了一种钛基非化学计量比微波介质陶瓷材料，以MgO、TiO₂、Nb₂O₅、ZrO₂为原料，目标合成物表达式为Mg_1+xTi_0.9Zr_0.1Nb₂O₈，其中x＝0.01～0.05。先将原料按化学计量式进行配料，经球磨、烘干、过筛后于1050℃预烧，再二次球磨后进行造粒，压制成生坯；生坯于1225℃～1275℃烧结，制成钛基非化学计量比微波介质陶瓷材料。本发明的介电常数ε_r为28.86～30.35，品质因数Qf为37389～66864GHz，谐振频率温度系数τ_f为‑19.38～‑26.57×10^‑6/℃。制备工艺简单，采用中温烧结，应用前景广泛。

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Mg_1+xTi_0.9Zr_0.1Nb₂O₈为 化学式的中温烧结，具有高Q值的微波介质陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

微波技术是近代科学发展的重大成果之一。由于微波具有波长短、频率高等优点，因 而具有良好的选频特性，被广泛应用于移动通讯、卫星通信、军用雷达、全球卫星定位系统(GPS)、蓝牙技术、无线局域网等领域。微波通信技术的发展对微波器件的性能(灵敏 度、信噪比、覆盖范围、通信容量等)和尺寸提出了新的要求。

为满足不同的应用需求，微波介质陶瓷材料不断发展，各种性能优异的新型微波介质 陶瓷材料不断涌现。微波介质陶瓷材料的应用要求包括三个方面：合适的介电常数、较高 的品质因数Qf(较好的频率选择性)及较小的频率温度系数(高的温度稳定性)。

钨锰铁矿结构的ATiNb₂O₈(A＝Zn,Mg,Co)是一种新型微波介质陶瓷材料，因其具有适 中的介电常数，较高的Qf值而受到广泛关注。其中，纯相的ZnTiNb₂O₈材料的微波介电 性能为：Qf＝42500GHz，ε_r＝34，τ_f＝-52×10^-6/℃。而与其结构相似的材料体系MgTiNb₂O₈， Qf值仅为26200GHz，这限制了该体系的进一步发展。

发明内容

本发明的目的，是为了改善MgTiNb₂O₈介质陶瓷材料的品质因数，以适应电子信息技 术高频化和数字化的发展方向。以MgO、TiO₂、Nb₂O₅、ZrO₂为原料，采用简单固相法， 制备一种具有高品质因数的非化学计量比Mg_1+xTi_0.9Zr_0.1Nb₂O₈微波介质陶瓷材料。

本发明通过如下技术方案予以实现。

一种钛基非化学计量比微波介质陶瓷材料，以MgO、TiO₂、Nb₂O₅、ZrO₂为原料，目 标合成物表达式为Mg_1+xTi_0.9Zr_0.1Nb₂O₈，其中x＝0.01～0.05。

具体实施步骤如下：