[发明专利]一种采用分步预烧法制备的低损耗微波介质陶瓷

说明书

本发明公开了一种采用分步预烧法制备的低损耗微波介质陶瓷，先将MgO、Nb₂O₆按化学计量式MgNb₂O₆配料，经球磨、烘干、过筛后于1200℃～1300℃预烧；再将TiO₂、ZrO₂与合成的MgNb₂O₆按化学计量式(Ti_0.8Zr_0.2)_0.35(Mg_1/3Nb_2/3)_0.65O₂配料，再经球磨、烘干、过筛后于1050℃二次预烧，经过筛、球磨后进行造粒，再压制成生坯；生坯于1175℃～1275℃烧结，制成低损耗微波介质陶瓷。本发明介电常数ε_r为27.34～31.09，品质因数Qf为57389～73554GHz，谐振频率温度系数τ_f为‑25.34～‑31.28×10^‑6/℃。该制备方法工艺简单，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，尤其涉及一种采用分步预烧法制备的(Ti_0.8Zr_0.2)_0.35(Mg_1/3Nb_2/3)_0.65O₂为化学式的微波介质陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

微波介质陶瓷是介质谐振器、介质滤波器、介质天线、双工器等微波电子元器件的核心材料。其工作在微波频段，具有介电常数高、损耗低、温度特性好、质量轻、成本低等特点。随着现代通信系统向小型化、集成化、多功能化、低成本化发展，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。在这一技术背景的推动下，人们迫切需要具有高介电常数，低介电损耗，近零谐振频率温度系数的微波介质陶瓷材料。

具有类金红石结构的ANb₂O₆-TiO₂(A＝Zn,Mg,Co)是一种新型微波介质陶瓷材料，其具有烧结温度适中，介电常数较高，损耗低，谐振频率温度系数可调的优点。然而，相比于ZnNb₂O₆-TiO₂体系，MgNb₂O₆-TiO₂体系的Qf值较低，这是由于在烧结过程中容易形成第二相Mg₄Nb₂O₉，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MgNb₂O₆-TiO₂系微波介质陶瓷在烧结中容易形成第二相的问题，改善材料品质因数，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，采用分步预烧法，制备一种具有高品质因数的(Ti_0.8Zr_0.2)_0.35(Mg_1/3Nb_2/3)_0.65O₂微波介质陶瓷材料。

本发明通过如下技术方案与已实现。

一种采用分步预烧法制备的低损耗微波介质陶瓷，以MgO、TiO₂、Nb₂O₅、ZrO₂为原料，目标合成物表达式为(Ti_0.8Zr_0.2)_0.35(Mg_1/3Nb_2/3)_0.65O₂；