CN102718475A - 一种介质陶瓷及制备方法和谐振子 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种介质陶瓷，按摩尔百分比包含80mol%~90mol%的xMgO-（1-x）ZnO-yTiO2和10mol%~20mol%的mCaO-（2-2m）/3Nd2O3-nTiO2，其中系数x、y、m、n满足0.92≤x≤0.98、0.97≤y≤1.05、0.75≤m≤0.85、0.97≤n≤1.05。还涉及该介质陶瓷的制备方法，该介质陶瓷的介电常数可以达到30、Qf可以达到13000，谐振频率温度系数稳定，为30ppm/℃左右；并且结构致密、均匀、机械性能良好，可以广泛应用微波元器件例如滤波器谐振子上。

Description

一种介质陶瓷及制备方法和谐振子
【技术领域】
本发明涉及陶瓷材料领域，尤其涉及一种介质陶瓷及制备方法和制备的谐振子。
【背景技术】
介质陶瓷是用在介质滤波器、电容器等元器件中，通常要求具有较高的介电常数和较低的介电损耗角正切值。随着天线微波器件的新发展，对介质陶瓷的介电常数和损耗有了更高的要求。常规的介质陶瓷包括钛酸钡和一些氧化物，但很少能实现高介电常数、低损耗的产品。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题是：提供一种介质陶瓷，该介质陶瓷制成的谐振子介电常数高、损耗低，并且谐振频率温度系数稳定；
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种介质陶瓷，按摩尔百分比包含80mol%~90mol%的xMgO-（1-x）ZnO-yTiO2和10mol%~20mol%的mCaO-（2-2m）/3Nd2O3-nTiO2，其中系数x、y、m、n满足下述式：0.92≤x≤0.98、0.97≤y≤1.05、0.75≤m≤0.85、0.97≤n≤1.05。
一种介质陶瓷的制备方法，将80mo l%~90mol%的xMgO-（1-x）ZnO-yTiO2陶瓷粉和10mol%~20mol%的mCaO-（2-2m）/3Nd2O3-nTiO2陶瓷粉进行湿式混合后，在压强为180~250MPa、温度为1300℃~1500℃条件下烧结2~4小时而成，其中系数x、y、m、n满足下述式：
0.92≤x≤0.98、0.97≤y≤1.05、0.75≤m≤0.85、0.97≤n≤1.05。
一种谐振子，所述谐振子为介质陶瓷，所述介质陶瓷按摩尔百分比包含80mol%~90mol%的xMgO-（1-x）ZnO-yTiO2和10mol%~20mol%的mCaO-（2-2m）/3Nd2O3-nTiO2，其中系数x、y、m、n满足下述式：
0.92≤x≤0.98、0.97≤y≤1.05、0.75≤m≤0.85、0.97≤n≤1.05。
本发明的有益效果为：本发明的介质陶瓷介电常数为30左右、Qf可以达到13000，谐振频率温度系数稳定，为30ppm/℃左右；并且结构致密、均匀、机械性能良好，可以广泛应用微波元器件例如滤波器谐振子上。
【具体实施方式】
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一种介质陶瓷，介质陶瓷按摩尔百分比包含80mol%~90mol%的xMgO-（1-x）ZnO-yTiO2和10mol%~20mol%的mCaO-（2-2m）/3Nd2O3-nTiO2，其中系数x、y、m、n满足0.92≤x≤0.98、0.97≤y≤1.05、0.75≤m≤0.85、0.97≤n≤1.05。加入少量的mCaO-（2-2m）/3Nd2O3-nTiO2可以提高介质陶瓷的机械性能。
满足上述表达式的陶瓷粉制成的谐振子，介电常数为30左右、Qf可以达到13000，并且谐振频率温度系数稳定，为30ppm/℃左右；并且结构致密、均匀、机械性能良好，可以广泛应用微波元器件例如滤波器谐振子上。
实施例一：
按摩尔百分比将80mol%的0.92MgO-0.08ZnO-0.97TiO2陶瓷粉和20mol%的0.75CaO-0.5/3Nd2O3-TiO2陶瓷粉进行湿式混合后，利用热等静压技术在温度1300℃、压强200MPa条件下将上述材料烧结3小时，制得的谐振子经检测：介电常数为30左右、Qf可以达到13000，并且谐振频率温度系数稳定，为30ppm/℃左右；并且结构致密、均匀、机械性能良好，可以广泛应用微波元器件例如滤波器谐振子上。
实施例二：
按摩尔百分比将84mol%的0.94MgO-0.06ZnO-TiO2陶瓷粉和16mol%的0.79CaO-0.14Nd2O3-TiO2陶瓷粉进行湿式混合后，利用热等静压技术在温度1350℃、压强220MPa条件下将上述材料烧结3小时，制得的谐振子经检测：介电常数为30左右、Qf可以达到13000，并且谐振频率温度系数稳定，为30ppm/℃左右；并且结构致密、均匀、机械性能良好，可以广泛应用微波元器件例如滤波器谐振子上。
实施例三
按摩尔百分比将87mol%的0.96MgO-0.04ZnO-0.99TiO2陶瓷粉和13mol%的0.82CaO-0.12Nd2O3-1.01TiO2陶瓷粉进行湿式混合后，利用热等静压技术在温度1380℃、压强250MPa条件下将上述材料烧结4小时，制得的谐振子经检测：介电常数为30左右、Qf可以达到13000，并且谐振频率温度系数稳定，为30ppm/℃左右；并且结构致密、均匀、机械性能良好，可以广泛应用微波元器件例如滤波器谐振子上。
实施例四
按摩尔百分比将89mol%的0.97MgO-0.03ZnO-1.05TiO2陶瓷粉和11mol%的0.84CaO-0.32/3Nd2O3-1.05TiO2陶瓷粉进行湿式混合后，利用热等静压技术在温度1420℃、压强250MPa条件下将上述材料烧结2小时，制得的谐振子经检测：介电常数为30左右、Qf可以达到13000，并且谐振频率温度系数稳定，为30ppm/℃左右；并且结构致密、均匀、机械性能良好，可以广泛应用微波元器件例如滤波器谐振子上。
实施例五
按摩尔百分比将90mol%的0.98MgO-0.02ZnO-0.97TiO2陶瓷粉和10mol%的0.85CaO-0.10Nd2O3-1.05TiO2陶瓷粉进行湿式混合后，利用热等静压技术在温度1420℃、压强250MPa条件下将上述材料烧结3小时，制得的谐振子经检测：介电常数为30左右、Qf可以达到13000，并且谐振频率温度系数稳定，为30ppm/℃左右；并且结构致密、均匀、机械性能良好，可以广泛应用微波元器件例如滤波器谐振子上。
实施例六
按摩尔百分比将90mol%的0.98MgO-0.02ZnO-TiO2陶瓷粉和10mol%的0.85CaO-0.10Nd2O3-TiO2陶瓷粉进行湿式混合后，利用热等静压技术在温度1450℃、压强250MPa条件下将上述材料烧结3小时，制得的谐振子经检测：介电常数为30左右、Qf可以达到13000，并且谐振频率温度系数稳定，为30ppm/℃左右；并且结构致密、均匀、机械性能良好，可以广泛应用微波元器件例如滤波器谐振子上。
综上所述，按摩尔百分比将80mol%~90mol%的xMgO-（1-x）ZnO-yTiO2陶瓷粉和10mol%~20mol%的mCaO-（2-2m）/3Nd2O3-nTiO2陶瓷粉混合制备的谐振子（其中系数x、y、m、n满足0.92≤x≤0.98、0.97≤y≤1.05、0.75≤m≤0.85、0.97≤n≤1.05），其介电常数可达30、Qf可以达到13000，谐振频率温度系数稳定，为30ppm/℃左右；并且结构致密、均匀、机械性能良好。
在上述实施例中，仅对本发明进行了示范性描述，但是本领域技术人员在阅读本专利申请后可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下对本发明进行各种修改。

Claims (3)

1.一种介质陶瓷，其特征在于：按摩尔百分比包含80mol%~90mol%的xMgO-（1-x）ZnO-yTiO2和10mol%~20mol%的mCaO-（2-2m）/3Nd2O3-nTiO2，其中系数x、y、m、n满足下述式：
0.92≤x≤0.98、0.97≤y≤1.05、0.75≤m≤0.85、0.97≤n≤1.05。
2.一种介质陶瓷的制备方法，其特征在于，将80mol%~90mol%的xMgO-（1-x）ZnO-yTiO2陶瓷粉和10mol%~20mol%的mCaO-（2-2m）/3Nd2O3-nTiO2陶瓷粉进行湿式混合后，在压强为180~250MPa、温度为1300℃~1500℃条件下烧结2~4小时而成，其中系数x、y、m、n满足下述式：
0.92≤x≤0.98、0.97≤y≤1.05、0.75≤m≤0.85、0.97≤n≤1.05。
3.一种谐振子，其特征在于：所述谐振子为介质陶瓷，所述介质陶瓷按摩尔百分比包含80mol%~90mol%的xMgO-（1-x）ZnO-yTiO2和10mol%~20mol%的mCaO-（2-2m）/3Nd2O3-nTiO2，其中系数x、y、m、n满足下述式：0.92≤x≤0.98、0.97≤y≤1.05、0.75≤m≤0.85、0.97≤n≤1.05。
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