CN101891467A - 微波介质谐振器用陶瓷制备方法 - Google Patents

Abstract

微波介质谐振器用陶瓷制备方法，涉及电子材料技术，本发明包括下述步骤：1)BaCO₃和TiO₂为主料，按质量比BaO/TiO₂＝1/2～2.5混合，再掺入添加剂，其中添加剂占主料的质量分数为2～20wt％，添加剂是按质量比ZnO∶Nb₂O₅∶Al₂O₃∶SiO₂∶SnO₂＝a∶b∶c∶d∶e混合物，其中，a＝1，0.1≤b≤0.6，0.01≤c≤0.1，0.005≤d≤0.02，0.005≤e≤0.01；2)球磨机中湿法研磨混合主料和添加剂2～12小时，烘干；3)步骤2)得到的物料在1000～1150℃煅烧2～8小时；4)煅烧后的物料加入浓度为2～5wt％PVA溶液，PVA溶液占煅烧料的质量百分数为5～10wt％，造粒，按TE或TM模压制成陶瓷生坯；5)坯料经1200～1320℃烧结2～6小时，然后经表面打磨抛光，即获得具有良好微波介电性能的陶瓷。

Description

微波介质谐振器用陶瓷制备方法

技术领域

本发明涉及电子材料技术。

背景技术

微波介质陶瓷主要用于用作谐振器、滤波器、介质天线、介质导波回路等微波元器件。可用于移动通讯、卫星通讯和军用雷达等方面。随着科学技术日新月异的发展，通信信息量的迅猛增加，以及人们对无线通信的要求，使用卫星通讯和卫星直播电视等微波通信系统已成为当前通信技术发展的必然趋势。这就使得微波材料在民用方而的需求逐渐增多，如手机、汽车电话、蜂窝无绳电话等移动通信和卫星直播电视等新的应用装置。在现代通信工具的小型化、集成化过程中正发挥着越来越大的作用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种具有良好微波介电性能的微波介质谐振器用陶瓷制备方法。

本发明解决所述技术问题采用的技术方案是，微波介质谐振器用陶瓷制备方法，其特征在于，包括下述步骤：

1)BaCO₃和TiO₂为主料，按质量比BaO/TiO₂＝1/2～2.5混合，再掺入添加剂，其中添加剂占主料的质量分数为2～20wt％，添加剂是按质量比ZnO∶Nb₂O₅∶Al₂O₃∶SiO₂∶SnO₂＝a∶b∶c∶d∶e混合物，其中，a＝1，0.1≤b≤0.6，0.01≤c≤0.1，0.005≤d≤0.02，0.005≤e≤0.01；

2)球磨机中湿法研磨混合主料和添加剂2～12小时，烘干；

3)步骤2)得到的物料在1000～1150℃煅烧2～8小时，

4)煅烧后的物料加入浓度为2～5wt％PVA溶液，PVA溶液占煅烧料的质量百分数为5～10wt％，造粒，按TE或TM模压制成陶瓷生坯；

5)坯料经1200～1320℃烧结2～6小时，然后经表面打磨抛光，即获得具有良好微波介电性能的陶瓷。

所述步骤3)的煅烧温度为1000～1150℃。

采用本发明的方法制备的陶瓷材料具有良好微波介电性能，2～6GHz，-20～80℃条件下，介电常数K＝36～40，介电损耗D＝0.1～0.8×10^-3(品质因子Q_f＝8000～14500GHz)，谐振频率温度系数TCF＝-7.5～2.8ppm/℃，该陶瓷可用于微波谐振器的原料，也可用于高频独石电容器、温度补偿陶瓷电容器。

以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。

附图说明

图1是本发明的流程示意图。

图2为实施例1样品的X射线衍射图。横坐标为衍射角度，纵坐标为强度。

图3为实施例1样品的微波介电性能图。

具体实施方式

本发明以BaCO₃和TiO₂为主要原料，按质量比BaO/TiO₂＝1/2～2.5混合(简称为A)，再掺入自制添加剂(简称为B)，其中B占A的质量分数为2～20wt％，B是按质量比的ZnO/Nb₂O₅/Al₂O₃/SiO₂/SnO₂＝1/0.1～0.6/0.01～0.1/0.005～0.02/0.005～0.01的混合物，于球磨机中湿法研磨混合2～12小时，于105℃烘干，在1000～1150℃煅烧2～8小时，煅烧物料加入浓度为2～5wt％PVA溶液，PVA溶液占煅烧料的质量百分数为5～10wt％，造粒，按TE或TM模压制成陶瓷生坯，经1200～1320℃烧结2～6小时，然后经表面打磨抛光，即获得具有良好微波介电性能的陶瓷。

实施例1

主料：BaO/TiO₂＝1/2.5，

添加剂：ZnO/Nb₂O₅/Al₂O₃/SiO₂/SnO₂＝1/0.1/0.03/0.01/0.007，添加剂/主料＝12wt％，

球磨时间：6小时，煅烧温度和时间：1100℃下6小时，PVA浓度：2.5wt％；PVA溶液占煅烧料的质量百分数为5wt％，TE模成型，烧结温度和时间：1260℃-3小时。

该陶瓷主要是由Ba₂Ti₉O₂₀、Ba₃Ti₁₂Zn₇O₃₄、BaTiNb₄O₁₃以及ZnNb₂O₆等化合物所组成(相组成见附图2)，其微波介电性能为2-6GHz下，K＝37.6～39.2，D＝0.08～1.2×10^-3或(Q_f＝8330～14100)，TCF＝-5.6ppm/℃(-20～80℃)。陶瓷介电性能见附图3。

实施例2

主料：BaO/TiO₂＝1/2.5，

添加剂：ZnO/Nb₂O₅/Al₂O₃/SiO₂/SnO₂＝1/0.6/0.1/0.02/0.01，添加剂/主料＝20wt％，烧结温度1200℃。PVA浓度：5wt％；PVA溶液占煅烧料的质量百分数为10wt％，

实施例3

主料：BaO/TiO₂＝1/2，

添加剂：ZnO/Nb₂O₅/Al₂O₃/SiO₂/SnO₂＝1/0.1/0.01/0.005/0.005，添加剂/主料＝2wt％，烧结温度1200℃。PVA浓度：2wt％；PVA溶液占煅烧料的质量百分数为8wt％。

Claims (2)

1.微波介质谐振器用陶瓷制备方法，其特征在于，包括下述步骤：

1)BaCO₃和TiO₂为主料，按质量比BaO/TiO₂＝1/2～2.5混合，再掺入添加剂，其中添加剂占主料的质量分数为2～20wt％，添加剂是按质量比ZnO∶Nb₂O₅∶Al₂O₃∶SiO₂∶SnO₂＝a∶b∶c∶d∶e混合物，其中，a＝1，0.1≤b≤0.6，0.01≤c≤0.1，0.005≤d≤0.02，0.005≤e≤0.01；

2)球磨机中湿法研磨混合主料和添加剂2～12小时，烘干；

3)步骤2)得到的物料在1000～1150℃煅烧2～8小时；

4)煅烧后的物料加入浓度为2～5wt％PVA溶液，PVA溶液占煅烧料的质量百分数为5～10wt％，造粒，按TE或TM模压制成陶瓷生坯；

5)坯料经1200～1320℃烧结2～6小时，然后经表面打磨抛光，即获得具有良好微波介电性能的陶瓷。

2.如权利要求1所述的微波介质谐振器用陶瓷制备方法，其特征在于，所述步骤3)的煅烧温度为1000～1150℃。

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