[发明专利]一种微波介质陶瓷材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种微波介质陶瓷材料及其制备方法，该微波介质陶瓷材料包括硅酸锌以及锂化合物、铜化合物，硅酸锌等由包括ZnO、SiO₂，CuO和Li₂CO₃组成的主粉体烧结得到，ZnO的重量百分比占主粉体的70％以下，Li₂CO₃和CuO的重量百分比之和占主粉体的3％以上。与现有Zn₂SiO₄微波介质陶瓷材料相比，本发明提供的微波介质陶瓷材料采用Li⁺和Cu²⁺部分替代Zn²⁺，可降低微波介质陶瓷材料烧结温度；另一方面，其烧结晶粒生长致密且无明显孔隙，具备高品质因数的特点，同时，其谐振频率温度系数τ_f不会过负，由此可见，本发明提供的微波介质陶瓷材料具有低烧结温度和优异微波介电性能的特点。

技术领域

本发明涉及电子陶瓷材料领域，更具体地说，涉及一种微波介质陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

微波介质陶瓷是指应用于微波频段电路中作为介质材料并完成一种或多种功能的陶瓷，在现代通讯中被广泛作为谐振器、滤波器、耦合器等元器件，在军事雷达、卫星、飞机、手机、wifi等领域均有重要的应用。特别的，目前对低介电常数(εr＝5～8)的微波介质陶瓷材料需求较大。

现有硅酸锌(Zn₂SiO₄)微波介质陶瓷材料具备优异的微波介电性能：介电常数εr＝6.6，品质因数Q·f＝219000GHz，谐振频率温度系数τ_f较小为-61ppm/℃，但是其烧结温度在1300℃以上，若降低其烧结温度，则制备得到的微波介质陶瓷材料的微波介电性能会变差，例如微波介质陶瓷材料的品质因数Q·f将会明显下降。

发明内容

本发明提供了一种微波介质陶瓷材料及其制备方法，该微波介质陶瓷材料具有低烧结温度和优异微波介电性能的特点。

本发明提供一种微波介质陶瓷材料，该微波介质陶瓷材料包括硅酸锌以及锂化合物、铜化合物，所述硅酸锌的、锂化合物、铜化合物由包括ZnO、SiO₂，CuO和Li₂CO₃组成的主粉体烧结得到，所述ZnO的重量百分比占主粉体的70％以下，Li₂CO₃和CuO的重量百分比之和占主粉体的3％以上。

可选的，主粉体中Li₂CO₃的重量百分比为0.2％～8％，ZnO的重量百分比为55％～67％，CuO的重量百分比为3％～10％，SiO2的重量百分比为25％～30％。

进一步地，本发明还提供了一种微波介质陶瓷材料的制备方法，该方法包括：

S1、将预设比例的Li₂CO₃、ZnO、CuO、SiO₂进行球磨，研磨后进行烘干得到主粉体；ZnO的重量百分比占主粉体的70％以下，Li₂CO₃和 CuO的重量百分比之和占主粉体的3％以上；

S2、将所述主粉体进行预烧，预烧后保温预设时长；

S3、将保温后的主粉体进行球磨，并在球磨后进行烘干；

S4、将烘干后的所述主粉体和预设比例的复合助烧剂混合后再进行球磨，并在研磨后烘干得到微波介质粉料，复合助烧剂包括H₃BO₃；

S5、在所述微波介质粉料中添加粘合剂并造粒，经干压压制成为预设形状后，经排胶、烧结、保温后得到微波介质陶瓷材料。

可选的，在所述步骤S4之前还包括制备所述复合助烧剂的步骤，包括：