CN101830695B - 一种适用于介质谐振腔的微波介质陶瓷材料及其制备方法 - Google Patents

一种适用于介质谐振腔的微波介质陶瓷材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101830695B
CN101830695B CN201010156792.3A CN201010156792A CN101830695B CN 101830695 B CN101830695 B CN 101830695B CN 201010156792 A CN201010156792 A CN 201010156792A CN 101830695 B CN101830695 B CN 101830695B
Authority
CN
China
Prior art keywords
medium
modifying additive
preparation
resonant cavity
ball
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201010156792.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101830695A (zh
Inventor
严盛喜
韦玉华
赵明
张益勇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JIANGSU JIANGJIA ELECTRONICS CO Ltd
Original Assignee
JIANGSU JIANGJIA ELECTRONICS CO Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JIANGSU JIANGJIA ELECTRONICS CO Ltd filed Critical JIANGSU JIANGJIA ELECTRONICS CO Ltd
Priority to CN201010156792.3A priority Critical patent/CN101830695B/zh
Publication of CN101830695A publication Critical patent/CN101830695A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101830695B publication Critical patent/CN101830695B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Inorganic Insulating Materials (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

一种适用于介质谐振腔的微波介质陶瓷材料及其制备方法。涉及微波介质陶瓷材料及其制备方法。具有较高Q值、正温度系数、生产工艺简单、低成本。它由主晶相和改性添加剂组成，主晶相通式为xMgTiO3-(1-x)CaTiO3，其中0.90≤x≤0.97；所述的改性添加剂是MgO，以及CeO2、MnO2、SiO2、B2O3中的一种或几种与MgO复配而成；改性添加剂含量占总重量的1.0-4.0％。制备步骤：1)配料；2)球磨；3)造粒；4)成型；5)烧结。本发明经检测具有较高的Q值，中等介电常数，正的谐振频率温度系数。用该材料所制得的元器件应用于介质谐振腔中，与相同频率下的金属同轴谐振腔相比，介质谐振腔体积小、无载Q值高，频率温度系数＜10ppm/℃，较好的满足了移动通讯基站使用需求。

Description

一种适用于介质谐振腔的微波介质陶瓷材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及微波介质陶瓷材料及其制备方法，尤其涉及一种应用于介质谐振腔的微波介质陶瓷材料及其制备方法。
背景技术
应用于移动通讯基站的滤波器必须具有很好的频率选择特性、小型化及低成本化。原有的金属同轴腔滤波器虽然价格便宜，但其无载Q值低、频率温度稳定性差(负温度系数)，不能满足现代移动通讯基站的要求。
一般的金属同轴谐振腔，中心导体和屏蔽金属之间是空气，如果在原来放置中心导体的位置，合适的安放好高介电常数的介质，就构成了介质谐振腔。
现在使用的微波介质陶瓷材料，追求具有近零的频率温度系数，在和金属腔匹配时，由于金属谐振腔具有较大的负温度系数，不能改善滤波器的温度系数。
为了满足现代移动通讯的要求，用较高Q值、一定介电常数、具有正温度系数的陶瓷材料加载金属同轴谐振腔(介质谐振腔)来制造微波滤波器(介质谐振腔滤波器)，越来越得到通讯行业的重视。首先，陶瓷介质具有较高的介电常数且介质谐振腔的无载Q值很高，由它做成的介质谐振腔滤波器体积小，插入损耗低，选择性能好；其次，可以通过使用低成本的、正频率温度系数的介质陶瓷材料，降低滤波器成本，改善滤波器频率温度特性。
发明内容：
本发明要解决的技术问题是提供一种具有较高Q值、正温度系数、生产工艺简单、低成本的适用于介质谐振腔的微波介质陶瓷材料及其制备方法。
本发明的技术方案是：它由主晶相和改性添加剂组成，所述的主晶相通式为xMgTiO3-(1-x)CaTiO3，其中0.90≤x≤0.97；所述的改性添加剂是MgO，以及CeO2、MnO2、SiO2、B2O3中的一种或几种与MgO复配而成；按主晶相和改性添加剂的总重量份计，所述改性添加剂含量占总重量的1.0-4.0％。
所述改性添加剂组成按重量份计是MgO：1-1.6％、CeO2：0-0.5％、MnO2：0-1.5％、SiO2：0-0.2％、B2O3：0-0.2％。
本发明按以下步骤制备：
1)、配料；将所述主晶相以及所述改性添加剂按重量份混合，得混合料；
2)、球磨；将上述混合料投入球磨机，再加入磨球和水，混合料与磨球与水的重量比是1∶1.8-2.2∶0.5-0.8，球磨4-8小时，出料；
3)、造粒；往球磨后的混合料中按重量比1∶0.08-0.12加入聚乙烯醇溶液，均匀搅拌1.5-2.5小时，进行喷雾造粒，造粒尺寸控制在80～250目；
4)、成型；将上述粒料放入成型模具中，在100MPa压力下干压成型，得坯体；
5)、烧结；将上述坯体置入1320-1420℃环境中烧结2-5小时，出料，冷却，制得。
本发明的微波介质陶瓷材料，经检测具有较高的Q值，中等介电常数，正的谐振频率温度系数。用该材料所制得的元器件应用于介质谐振腔中，与相同频率下的金属同轴谐振腔相比，介质谐振腔体积小、无载Q值高，频率温度系数＜10ppm/℃，较好的满足了移动通讯基站使用需求。本发明中所涉及到的微波介质陶瓷材料制备方法与传统的生产技术相比，生产工艺过程基本相同，主要区别是省掉了预烧工艺，简化了生产流程，降低了生产成本。
具体实施方式
实施例一
一、1、按通式为0.9MgTiO3-0.1CaTiO3配制主晶相材料100kg；
2、配制改性添加剂；
MgO：1kg
CeO2：0.5kg
MnO2：0kg
SiO2：0kg
B2O3：0kg
共计：1.5kg
二、
1)、配料；将所述主晶相以及所述改性添加剂按重量份混合，得混合料；
2)、球磨；将上述混合料投入球磨机，再加入磨球和水，混合料与磨球与水的重量比是1∶1.8∶0.5，球磨4小时，出料；
3)、造粒；往球磨后的混合料中按重量比1∶0.08加入聚乙烯醇溶液，均匀搅拌1.5小时，进行喷雾造粒，造粒尺寸控制在80目；
4)、成型；将上述粒料放入成型模具中，在100MPa压力下干压成型，得坯体；
5)、烧结；将上述坯体置入1320℃环境中烧结5小时，出料，冷却，制得。
实施例二
一、1、按通式为0.97MgTiO3-0.03CaTiO3配制主晶相材料100kg；
2、配制改性添加剂；
MgO：1.6kg
CeO2：0kg
MnO2：1.5kg
SiO2：0.2kg
B2O3：0.2kg
共计：3.5kg
二、
1)、配料；将所述主晶相以及所述改性添加剂按重量份混合，得混合料；
2)、球磨；将上述混合料投入球磨机，再加入磨球和水，混合料与磨球与水的重量比是1∶2.2∶0.8，球磨8小时，出料；
3)、造粒；往球磨后的混合料中按重量比1∶0.12加入聚乙烯醇溶液，均匀搅拌2.5小时，进行喷雾造粒，造粒尺寸控制在250目；
4)、成型；将上述粒料放入成型模具中，在100MPa压力下干压成型，得坯体；
5)、烧结；将上述坯体置入1420℃环境中烧结2小时，出料，冷却，制得。
实施例三
一、1、按通式为0.97MgTiO3-0.03CaTiO3配制主晶相材料100kg；
2、配制改性添加剂；
MgO：1.6kg
CeO2：0.3kg
MnO2：1kg
SiO2：0.1kg
B2O3：0.1kg
共计：3.1kg
二、
1)、配料；将所述主晶相以及所述改性添加剂按重量份混合，得混合料；
2)、球磨；将上述混合料投入球磨机，再加入磨球和水，混合料与磨球与水的重量比是1∶2∶0.75，球磨6小时，出料；
3)、造粒；往球磨后的混合料中按重量比1∶0.1加入聚乙烯醇溶液，均匀搅拌2小时，进行喷雾造粒，造粒尺寸控制在150目；
4)、成型；将上述粒料放入成型模具中，在100MPa压力下干压成型，得坯体；
5)、烧结；将上述坯体置入1380℃环境中烧结3小时，出料，冷却，制得。
本发明的主旨是调节微波介质陶瓷材料的组成配比，利用固相法工艺，得到一种具有较高Q值、正温度系数、生产工艺简单、低成本的微波介质陶瓷材料。该材料特别适用于介质谐振腔滤波器的制备。
性能检测例：按照表1的配方，准确称量各原材料。
表1：xMgTiO3-(1-x)CaTiO3微波介质陶瓷材料组成
然后按料∶球∶水＝1∶2∶0.6比例在砂磨机中球磨5小时，加入聚乙烯醇溶液搅拌2小时后喷雾造粒，然后将造好粒的料粉在100MPa压力下压制成直径18mm、厚度8～10mm的圆柱坯体，将坯体在1320℃～1420℃下烧结2～5小时，得到所需的微波介质陶瓷材料。
对相关性能的检测，采用Ailment 8753ET网络分析仪，根据空腔法用微波频率的横向电场(TE011模)分析样品的介电性能，测试频率在6～8GHz。通过测量介质谐振器的谐振频率随温度的变化率得到样品的谐振频率温度系数，测量的温度范围为-40℃～85℃。
其性能测试参数如表2所示：
表2：xMgTiO3-(1-x)CaTiO3微波介质陶瓷材料性能
  材料   介电常数   Qf(GHz)   温度系数(ppm/℃)
  1   20.2   58885   7
  2   20.5   57923   5
  3   20.1   56058   8
  4   20.0   61262   9
  5   20.8   56750   12
  6   20.5   59285   11
  7   20.9   56955   13
  8   20.6   58969   13
根据上述检测结果，可以判断：本发明的技术方案制得的陶瓷材料，在应用于介质谐振腔时，在相近的介电常数范围内，其Qf(GHz)、温度系数指标比现有技术的钛酸镁基陶瓷材料更加优越。

Claims (1)

1.一种适用于介质谐振腔的微波介质陶瓷材料，其特征在于，它由主晶相和改性添加剂组成，所述的主晶相通式为xMgTiO3-(1-x)CaTiO3 ，其中0.90≤x≤0.97；所述的改性添加剂是MgO，以及CeO2、MnO2、SiO2、B2O3中的一种或几种与MgO复配而成；按主晶相和改性添加剂的总重量份计，所述改性添加剂含量占总重量的1-4.0%；
所述改性添加剂组成按重量份计是MgO：1-1.6 %、CeO2：0-0.5 %、MnO2：0-1.5 %、SiO2：0-0.2%、B2O3：0-0.2%，各组分重量份均不为0；
按以下步骤制备：
1）、配料；将所述主晶相以及所述改性添加剂按重量份混合，得混合料；
2）、球磨；将上述混合料投入球磨机，再加入磨球和水，混合料与磨球与水的重量比是1：1.8-2.2：0.5-0.8，球磨4-8小时，出料；
3）、造粒；往球磨后的混合料中按重量比1：0.08-0.12加入聚乙烯醇溶液，均匀搅拌1.5-2.5小时，进行喷雾造粒，造粒尺寸控制在80-250目；
4）、成型；将上述粒料放入成型模具中，在100MPa压力下干压成型，得坯体；
5）、烧结；将上述坯体置入1320-1420℃环境中烧结2-5小时，出料，冷却，制得。
CN201010156792.3A 2010-04-27 2010-04-27 一种适用于介质谐振腔的微波介质陶瓷材料及其制备方法 Active CN101830695B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201010156792.3A CN101830695B (zh) 2010-04-27 2010-04-27 一种适用于介质谐振腔的微波介质陶瓷材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201010156792.3A CN101830695B (zh) 2010-04-27 2010-04-27 一种适用于介质谐振腔的微波介质陶瓷材料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101830695A CN101830695A (zh) 2010-09-15
CN101830695B true CN101830695B (zh) 2014-07-09

Family

ID=42714939

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201010156792.3A Active CN101830695B (zh) 2010-04-27 2010-04-27 一种适用于介质谐振腔的微波介质陶瓷材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101830695B (zh)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102153343B (zh) * 2011-01-10 2012-12-12 天津大学 采用反应烧结法制备高q值钛酸镁基微波介质陶瓷的方法
CN102442823B (zh) * 2011-09-26 2013-05-08 电子科技大学 一种微波介质陶瓷材料及其制备方法
CN103159473A (zh) * 2011-12-19 2013-06-19 中国科学院上海硅酸盐研究所 一种微波介质陶瓷材料及其制备方法
CN103288442B (zh) * 2012-02-29 2016-12-14 深圳光启创新技术有限公司 一种陶瓷复合材料及其制备的超材料
CN105472792A (zh) * 2015-11-25 2016-04-06 浙江哈亿曼电子科技有限公司 一种ptc热敏陶瓷发热片制造工艺
CN106025457A (zh) * 2016-06-21 2016-10-12 江苏江佳电子股份有限公司 一种新型介质陶瓷频率器件及其谐振腔孔尺寸可控的成型方法
CN106866139A (zh) * 2017-01-19 2017-06-20 山东国瓷功能材料股份有限公司 铜内电极mlcc用c0g介质陶瓷材料及其制备方法和应用
CN108033786A (zh) * 2017-12-15 2018-05-15 无锡鑫圣慧龙纳米陶瓷技术有限公司 一种高q值镁钛系微波介质陶瓷及其制备方法
CN111384575A (zh) * 2018-12-31 2020-07-07 深圳市大富科技股份有限公司 一种介质滤波器、通信设备、介质谐振器及其制备方法
CN111170734B (zh) * 2020-01-07 2022-04-01 山东国瓷功能材料股份有限公司 一种滤波器用两相复合微波介质陶瓷材料及其制备方法
CN112500153A (zh) * 2020-05-19 2021-03-16 江苏江佳电子股份有限公司 一种温度系数可调低损耗介电常数微波介质陶瓷及其制备方法
CN111925190B (zh) * 2020-07-02 2022-06-10 杭州电子科技大学 Mg3B2O6-CaTiO3复合微波介电陶瓷材料及制备方法
CN112624755A (zh) * 2020-12-02 2021-04-09 无锡市高宇晟新材料科技有限公司 微波介质陶瓷材料及其制备方法
CN116375464A (zh) * 2023-03-27 2023-07-04 哈尔滨工业大学 温度稳定型中介电常数微波介质陶瓷材料及其制备方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101050102A (zh) * 2007-04-04 2007-10-10 华中科技大学 低介电常数微波介质陶瓷材料及其制备方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101050102A (zh) * 2007-04-04 2007-10-10 华中科技大学 低介电常数微波介质陶瓷材料及其制备方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MnCO3添加剂对MgTiO3-CaTiO3系瓷改性的研究;吴坚强等;《中国陶瓷工业》;20021231;第9卷(第6期);第43页4.结论 *
吴坚强等.MnCO3添加剂对MgTiO3-CaTiO3系瓷改性的研究.《中国陶瓷工业》.2002,第9卷(第6期),第43页4.结论.
纯钛酸镁的制备及改性研究;邓超等;《电子元件与材料》;20091231;第28卷(第12期);第11页3.结论 *
邓超等.纯钛酸镁的制备及改性研究.《电子元件与材料》.2009,第28卷(第12期),第11页3.结论.

Also Published As

Publication number Publication date
CN101830695A (zh) 2010-09-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101830695B (zh) 一种适用于介质谐振腔的微波介质陶瓷材料及其制备方法
CN104692795B (zh) 一种超低损耗钛酸镁锂微波介质陶瓷材料及其制备方法
CN107010942B (zh) 一种高q值通信用陶瓷介质谐振器
CN101260001A (zh) 新型高q微波介质陶瓷材料及其制备方法
CN103936401B (zh) 一种低介电常数微波介质陶瓷材料的制备方法
CN105819846A (zh) 一种堇青石型微波介质陶瓷材料及其制备方法
CN110092655B (zh) 一种钡钐钛系低损耗微波介质陶瓷及其制备方法
CN101863655B (zh) 一种微波介质陶瓷材料及其制备方法
CN113149645B (zh) 一种低温烧结温度稳定型复合微波介质陶瓷及其制备方法
CN100537473C (zh) 一种低介电常数低温烧结微波介质陶瓷及其制备方法
CN113087507A (zh) 低介硅酸镁微波介质陶瓷材料及其制备方法
CN108147809B (zh) 中低温烧结钡-钛系微波介质材料及制备方法
CN111499372A (zh) 一种低温节能制备LiMgPO4微波陶瓷材料的方法
CN102826844A (zh) 一种超低温烧结微波介质材料
CN108863322A (zh) 一种低介电微波介质陶瓷及其制备方法
CN111302775A (zh) 一种具有高品质因数低介电常数的陶瓷材料及其制备方法
CN113105226B (zh) 一种微波陶瓷介质材料及其制备方法
CN102060532B (zh) 一种高品质因数微波介质陶瓷及其制备方法
CN113956033B (zh) 一种中介高q值微波介质陶瓷及其制备方法
CN104710175B (zh) 一种低介电常数锆酸镁锂微波介质陶瓷材料及其制备方法
CN101183586A (zh) 高磁导率、低thd软磁铁氧体磁性材料及其制备方法
CN103214244A (zh) 一种微波介质陶瓷及其制备方法
CN104944937A (zh) 一种ZnAl2O4/Li4Ti5O12微波介质陶瓷材料及其制备方法
CN108751983A (zh) 用于高频陶瓷电容器的微波陶瓷介质及其制备方法
CN113998990A (zh) 微波介质陶瓷材料、微波介质陶瓷器件及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant