[发明专利]一种低温共烧微波陶瓷介质材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种低温共烧微波陶瓷介质材料及其制备方法，涉及微波陶瓷介质材料技术领域。低温共烧微波陶瓷介质材料包括Ba‑Zr‑Sn基料和改性剂，所述Ba‑Zr‑Sn基料中碳酸钡(BaCO₃)：氧化锆(ZrO₂)：氧化锡(SnO₂)摩尔比为1:(0.2～0.6):4；所述改性剂为CuO、CaCO₃、Nb₂O₅、La₂O₃四种氧化物的混合物，其质量百分比含量为Ba‑Zr‑Sn基料的1.5％～14％。由此制成的低温烧结微波陶瓷介质材料，经检测具有较低的损耗即较高的Q值，近零且系列化的频率温度系数，适中的介电常数和良好的工艺稳定性。

技术领域

本发明涉及微波陶瓷介质材料技术领域，尤其涉及一种低温共烧微波陶瓷介质材料及其制备方法。

背景技术

利用铁电材料的电学非线性是实现无源可调微波器件的重要技术途径之一，而单纯的BaTiO ₃ 基铁电材料体系，往往具有较高的介电常数，在可调微波器件应用方面，很难满足其空间阻抗匹配的要求。对于常规传统的微波陶瓷材料，其功能特性相对较为单一，基本不具有介电可调特性，也不能满足可调微波器件的设计要求。同时，BaTiO ₃ 基铁电材料和微波陶瓷材料的烧结温度一般都在1000℃以上，还不能很好的满足低温共烧陶瓷技术的需求，难于实现微波器件模块化和尺寸小型化。因此，在当今电子器件多功能化、功能模块化和尺寸小型化的发展趋势下，寻找介电常数系列化、具有介电可调特性且可以低温烧结的新型微波介质陶瓷材料体系是一个重要的发展方向。现有技术下的微波陶瓷材料在高频微波下，对微波能量损耗大。

目前使用的低温烧结微波陶瓷介质材料的理想状态是：介电常数能够系列化、低损耗和近零谐振频率温度系数特征，从材料介电常数系列化以及减小电子元器件尺寸方面来说，当前需要开发一种具有低损耗特性、原材料成本低、工艺重复性好，并能够与银电极材料实现低温共烧的具有中高介电常数的陶瓷个质材料，以满足微波通信行业的应用需求。

目前，微波陶瓷介质通常采用的是固相反应法合成，即将多种氧化物粉料混合、煅烧，经过机械研磨获得粉体，但很难获取高纯度的物相，且不能确保粉体成分分布的均匀性，而粉体成分分布的不均匀性导致了介电损耗的增大。

发明内容

本发明的目的就是针对上述微波陶瓷介质固相反应法存在的问题，提出一种低温共烧微波陶瓷介质材料及其制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种低温共烧微波陶瓷介质材料，包括Ba-Zr-Sn基料和改性剂。

所述Ba-Zr-Sn基料中碳酸钡(BaCO₃)：氧化锆(ZrO₂)：氧化锡(SnO₂)摩尔比为 1:(0.2～0.6):4；

所述改性剂为CuO、CaCO₃、Nb₂O₅、La₂O₃ 四种氧化物的混合物，其质量百分比含量为Ba-Zr-Sn基料的1.5％～14％ ；

一种低温共烧微波陶瓷介质材料的制备方法，包括以下工艺步骤：

1、Ba-Zr-Sn基料合成，包括以下步骤 ：

①以碳酸钡(BaCO₃)、氧化锆(ZrO₂)和氧化锡(SnO₂)为原料，按照BaCO₃: ZrO₂: SnO₂ =1:(0.1～0.6):4的摩尔比进行配比备料，将配比备料以去离子水为球磨介质进行球磨，球磨后于100～120℃下烘干并过40目筛 ；