CN102617142A - 一种新型中温烧结温度稳定型微波介质陶瓷 - Google Patents

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李玲霞
廖擎玮
任翔
孟庆磊
吴霞宛
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Abstract

本发明公开了一种新型中温烧结温度稳定型微波介质陶瓷，其原料组成及其摩尔百分比含量为Ni0.3Zn0.7TiNb2O8，采用NiO、ZnO、Nb2O5和TiO2为原料。经过配料、混合、球磨、烘干，过筛，于760℃合成熔块，再外加聚乙烯醇、球磨、烘干、过筛、压制成坯体，于1040～1140℃烧结，制得多层陶瓷电容器用微波介质陶瓷；本发明介电常数为38～42，品质因数为43,000～47,000GHz，谐振频率温度系数为2～3.7×10-6/℃；制备工艺简单，过程无污染，具有广阔的应用前景。

Description

一种新型中温烧结温度稳定型微波介质陶瓷
技术领域
本发明属于一种以成分为特征的陶瓷组合物，特别涉及一种新型中温烧结温度稳定型微波介质陶瓷材料。
背景技术
微波器件需要在不同的环境温度下工作。要使滤波器的载波信号在不同的温度下不出现漂移，就必须要求微波介质材料的谐振频率不随温度变化，或者是变化较小，也就是要求微波介质材料的谐振频率温度系数近零。因此，微波介质材料的温度稳定性是现实微波器件的高稳定性和高可靠性的关键因素。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种能够满足应用于高性能微波器件方面的、新型中温烧结温度稳定型的Ni0.3Zn0.7TiNb2O8微波介质陶瓷。
本发明一种新型中温烧结温度稳定型微波介质陶瓷，其原料组成及其摩尔百分比含量为Ni0.3Zn0.7TiNb2O8，采用NiO、ZnO、Nb2O5和TiO2为原料。
制备方法如下：
(1)将化学原料NiO、ZnO、Nb2O5和TiO2分别按Ni0.3Zn0.7TiNb2O8化学式称量配料；
(2)将步骤(1)配置好的化学原料混合，放入球磨罐中，加入氧化锆球和去离子水，球磨5～9小时，将球磨后的原料于红外干燥箱中烘干，过筛；
(3)将步骤(2)过筛后的粉料在760℃煅烧2小时合成熔块；
(4)在步骤(3)熔块中外加重量百分比为0.46～0.76％聚乙烯醇，放入球磨罐中，加入氧化锆球和去离子水，球磨3～5小时，烘干后过筛，再用粉末压片机压成坯体；
(5)将步骤(4)的坯体于1040～1140℃烧结，保温3～5小时，制得中温烧结的温度稳定型微波介质陶瓷；
(6)测试步骤(5)制得的中温烧结温度稳定型微波介质陶瓷的微波介电性能。
所述步骤(1)的化学原料纯度大于99.9％。
所述步骤(4)坯体为Φ10mm×5mm的圆柱形，所述粉末压片机的压力为4～6MPa。
所述步骤(6)的测试仪为网络分析仪。
本发明的有益效果是，提供了一种Ni0.3Zn0.7TiNb2O8中温烧结的温度稳定型微波介质陶瓷，其烧结温度为：1040～1140℃，介电常数为38～42，品质因数为43,000～47,000GHz，谐振频率温度系数近零，为2～3.7×10-6/℃。本发明能够满足应用于高性能微波器件方面的要求，制备工艺简单，过程无污染，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
本发明采用纯度大于99.9％的化学原料NiO、ZnO、Nb2O5和TiO2制备Ni0.3Zn0.7TiNb2O8微波介质陶瓷。实施方案如下：
1)将NiO、ZnO、Nb2O5、TiO2分别按摩尔比0.3∶0.7∶1∶1称量配料，混合后将原料加入尼龙罐中，球磨5～9小时；将球磨后的原料置于红外干燥箱中烘干、过筛；
2)将将过筛后的原料，于760℃煅烧2小时，合成前躯体；
3)在此熔块中外加重量百分比为0.46～0.76％聚乙烯醇，放入球磨罐中，加入氧化锆球和去离子水球磨3～5小时，烘干、过筛；
4)再用粉末压片机以4～6MPa的压力压成Φ10mm×5mm的圆柱形坯体；
5)将圆柱形坯体于1040～1140℃烧结，保温3～5小时，制得中温烧结的温度稳定型微波介质陶瓷；
6)用网络分析仪测试其微波介电性能。
本发明具体实施例的原料配比为：0.4872克NiO、2.1230克ZnO、8.6678克Nb2O5、3.7220克TiO2。
具体实施例的相关工艺参数和微波介电性能的测试结果详见表1。
表1
Figure BDA0000150568910000021
本发明实施例的检测方法如下：
1.样品的直径和厚度使用千分尺进行测量。
2.借助Agilent 8720ES网络分析仪，采用开式腔平行板法测量所制备圆柱形陶瓷材料的介电常数，将测试夹具放入ESPEC MC-710F型高低温循环温箱进行谐振频率温度系数的测量，温度范围为25-85℃测试频率在7.6-8.1GHz范围内。
3.采用闭式腔法测量所制备圆柱形陶瓷样品的品质因数，测试频率在6.28-6.51GHz范围内。

Claims (4)

1.一种新型中温烧结温度稳定型微波介质陶瓷，其原料组成及其摩尔百分比含量为Ni0.3Zn0.7TiNb2O8，采用NiO、ZnO、Nb2O5和TiO2为原料。
制备方法如下：
(1)将化学原料NiO、ZnO、Nb2O5和TiO2分别按Ni0.3Zn0.7TiNb2O8化学式称量配料；
(2)将步骤(1)配置好的化学原料混合，放入球磨罐中，加入氧化锆球和去离子水，球磨5～9小时，将球磨后的原料于红外干燥箱中烘干，过筛；
(3)将步骤(2)过筛后的粉料在760℃煅烧2小时合成熔块；
(4)在步骤(3)熔块中外加重量百分比为0.46～0.76％聚乙烯醇，放入球磨罐中，加入氧化锆球和去离子水，球磨3～5小时，烘干后过筛，再用粉末压片机压成坯体；
(5)将步骤(4)的坯体于1040～1140℃烧结，保温3～5小时，制得中温烧结的温度稳定型微波介质陶瓷；
(6)测试步骤(5)制得的中温烧结温度稳定型微波介质陶瓷的微波介电性能。
2.根据权利要求1的一种新型中温烧结温度稳定型微波介质陶瓷，其特征在于，所述步骤(1)的化学原料纯度大于99.9％。
3.根据权利要求1的一种新型中温烧结温度稳定型微波介质陶瓷，其特征在于，所述步骤(4)坯体为Φ10mm×5mm的圆柱形，所述粉末压片机的压力为4～6MPa。
4.根据权利要求1的一种新型中温烧结温度稳定型微波介质陶瓷，其特征在于，所述步骤(6)的测试仪为网络分析仪。
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