[发明专利]一种基于反应烧结的铝钛酸钕钙微波介质材料制备方法

说明书

本发明公开了一种基于反应烧结的铝钛酸钕钙微波介质材料制备方法，该方法为：将纯度≥99%的CaCO₃、TiO₂、Nd₂O₃和Al₂O₃按Ca_1.15Nd_0.85Al_0.85Ti_0.15O₄(简称CNAT)配料，之后将物料湿式球磨混合4h，以乙醇为球磨介质，干燥之后采用手压的方式压制成型，最后将瓷料在1450~1550℃下烧结6小时；利用本方法制备的微波介质陶瓷，其介电常数适中ε_r=17.1~19.2，Q×f值高，高达74920GHz，谐振频率温度系数近零τ_f=‑3.2~‑1.2ppm/℃，可用于谐振器、天线、滤波器等微波器件的制造。

技术领域

本发明涉及一种基于反应烧结的铝钛酸钕钙微波介质材料制备方法，属于微波介质材料制备技术领域。

背景技术

微波介质材料是指应用于微波频段(300MHz～300GHz)电路中作为介质并完成一种或多种功能的陶瓷，主要用于制备谐振器、滤波器、介质天线、介质导波回路等微波元器件。近年来，随着微波元器件不断向低成本化、小型化以及轻量化方向的发展，这要求微波介质材料具有优良的微波介电性能(高的Q×f值，适中的介电常数、近零的τf值)、低的生产成本、低的密度。

针对铝钛酸钕钙Ca_1.15Nd_0.85Al_0.85Ti_0.15O₄，采用传统固相法存在烧结温度高，晶粒尺寸大等缺点，对微波介质陶瓷的性能造成不利影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种基于反应烧结的铝钛酸钕钙微波介质材料制备方法，省去了陶瓷的预烧过程，制备过程更为简单，极大地缩短了陶瓷制备周期，从而有效地降低了陶瓷制备成本。

本发明采取的技术方案为：一种基于反应烧结的铝钛酸钕钙微波介质材料制备方法，该方法包括以下步骤：

S1、将纯度≥99％的CaCO₃、TiO₂、Nd₂O₃和Al₂O₃按Ca_1.15Nd_0.85Al_0.85Ti_0.15O₄进行称量，然后混料；按照无水乙醇与粉体质量比为1：1的比例向粉体中加入无水乙醇，采用湿磨法混合4小时，磨细后在120～140℃下烘干，以80目的筛网过筛；

S2、将步骤(1)得到的粉体造粒后压制成直径为12mm、厚度为6mm的小圆柱，将小圆柱样品在1450～1550℃下烧结6小时即得到所需微波介质陶瓷材料。

本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明将陶瓷制备过程中的预烧和烧结两个工艺合二为一，相对于传统的固相反应法而言，省去了陶瓷粉体的预烧过程，从而极大地缩短了制备工艺，节约了成本，且材料微波性能优异：介电常数适中ε_r＝17.1～19.2，Q×f值高，高达74920GHz，谐振频率温度系数近零τ_f＝-3.2～-1.2ppm/℃，可用于谐振器、天线、滤波器等微波器件的制造。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明进行进一步介绍。