CN103524126B - 低温烧结微波介电陶瓷CaBi2O4及其制备方法 - Google Patents

低温烧结微波介电陶瓷CaBi2O4及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103524126B
CN103524126B CN201310453977.4A CN201310453977A CN103524126B CN 103524126 B CN103524126 B CN 103524126B CN 201310453977 A CN201310453977 A CN 201310453977A CN 103524126 B CN103524126 B CN 103524126B
Authority
CN
China
Prior art keywords
cabi2o4
temperature
preparation
hours
low
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
CN201310453977.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103524126A (zh
Inventor
蒋雪雯
方亮
李洁
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.)
Suzhou Hongwu Technology Intermediary Service Co.,Ltd.
Original Assignee
Guilin University of Technology
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 Guilin University of Technology filed Critical Guilin University of Technology
Priority to CN201310453977.4A priority Critical patent/CN103524126B/zh
Publication of CN103524126A publication Critical patent/CN103524126A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103524126B publication Critical patent/CN103524126B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Inorganic Insulating Materials (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

本发明公开了一种低温烧结微波介电陶瓷及其制备方法。低温烧结微波介电陶瓷的组成为CaBi2O4。（1）将纯度为99.9%以上的CaCO3和Bi2O3的原始粉末按CaBi2O4化学式称量配料。（2）将步骤（1）原料湿式球磨混合12小时，溶剂为蒸馏水，烘干后在680℃大气气氛中预烧6小时。（3）在步骤（2）制得的粉末中添加粘结剂并造粒后，再压制成型，最后在720~750℃大气气氛中烧结4小时；所述的粘结剂采用质量浓度为5%的聚乙烯醇溶液，剂量占粉末总质量的3%。本发明制备的陶瓷在720~750℃烧结良好，其介电常数达到18～19，品质因数Qf值高达67000-93000GHz，谐振频率温度系数小，在工业上有着极大的应用价值。

Description

低温烧结微波介电陶瓷 CaBi2O4 及其制备方法
技术领域
本发明涉及介电陶瓷材料，特别是涉及在微波频率使用的介质基板、谐振器和滤波器等微波元器件的微波介电陶瓷材料及其制备方法。
背景技术
微波介电陶瓷是指应用于微波频段（主要是UHF、SHF频段）电路中作为介质材料并完成一种或多种功能的陶瓷，在现代通讯中被广泛用作谐振器、滤波器、介质基片和介质导波回路等元器件，是现代通信技术的关键基础材料，已在便携式移动电话、汽车电话、无绳电话、电视卫星接受器和军事雷达等方面有着十分重要的应用，在现代通讯工具的小型化、集成化过程中正发挥着越来越大的作用。
应用于微波频段的介电陶瓷，应满足如下介电特性的要求：（1）系列化介电常数εr以适应不同频率及不同应用场合的要求;（2）高的品质因数Q值或介质损耗tanδ以降低噪音，一般要求Qf≥3000 GHz;(3) 谐振频率的温度系数τƒ尽可能小以保证器件具有好的热稳定性，一般要求-10/℃≤τƒ≤+10 ppm/℃。国际上从20世纪30年代末就有人尝试将电介质材料应用于微波技术。
根据相对介电常数εr的大小与使用频段的不同，通常可将已被开发和正在开发的微波介电陶瓷分为4类。
（1）超低介电常数微波介电陶瓷，主要代表是Al2O3-TiO2、Y2BaCuO5、MgAl2O4和Mg2SiO4等，其εr≤20，品质因数Q×f≥50000GHz，τƒ≤10 ppm/°C。主要用于微波基板以及高端微波元器件。
（2）低εr和高Q值的微波介电陶瓷，主要是BaO-MgO-Ta2O5, BaO-ZnO-Ta2O5或BaO-MgO-Nb2O5, BaO-ZnO-Nb2O5系统或它们之间的复合系统MWDC材料。其εr=25～30, Q=(1～2)×104(在f≥10 GHz下), τƒ≈0。主要应用于f≥8 GHz的卫星直播等微波通信机中作为介质谐振器件。
（3）中等εr和Q值的微波介电陶瓷，主要是以BaTi4O9、Ba2Ti9O20和（Zr、Sn）TiO4等为基的MWDC材料,其εr＝35~40，Q=（6～9）×103（在f=3～－4GHz下），τƒ≤5 ppm/°C。主要用于4～8 GHz 频率范围内的微波军用雷达及通信系统中作为介质谐振器件。
（4）高εr而Q值较低的微波介电陶瓷，主要用于0.8～4GHz 频率范围内民用移动通讯系统，这也是微波介电陶瓷研究的重点。80年代以来，Kolar、Kato等人相继发现并研究了类钙钛矿钨青铜型BaO—Ln2O3—TiO2系列(Ln=La、 Sm、 Nd或Pr等,简称BLT系)、复合钙钛矿结构CaO—Li2O—Ln2O3—TiO2系列、铅基系列材料、Ca1-xLn2x/3TiO3系等高εr微波介电陶瓷，其中BLT体系的BaO—Nd2O3—TiO2材料介电常数达到90，铅基系列 (Pb,Ca)ZrO3介电常数达到105。
以上这些材料体系的烧结温度一般高于1300°C，不能直接与Ag和Cu 等低熔点金属共烧形成多层陶瓷电容器。近年来，随着低温共烧陶瓷技术（Low Temperature Co-fired Ceramics, LTCC）的发展和微波多层器件发展的要求，国内外的研究人员对一些低烧体系材料进行了广泛的探索和研究，主要是采用微晶玻璃或玻璃-陶瓷复合材料体系，因低熔点玻璃相具有相对较高的介质损耗，玻璃相的存在大大提高了材料的介质损耗。因此研制无玻璃相的低烧微波介质陶瓷材料是当前研究的重点，目前可低温烧结的高性能微波介质陶瓷体系仍然非常有限，这在很大程度上限制了低温共烧技术及微波多层器件的发展。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有低损耗与良好的温度稳定性，同时高频介电常数达到18~19，Qf值高达67000-93000GHz，可在720-750℃烧结的微波介电陶瓷及其制备方法。
本发明的微波介电陶瓷的化学组成式为：CaBi2O4。
所述微波介电陶瓷的制备方法具体步骤为：
（1）将纯度为99.9%以上的CaCO3和Bi2O3的原始粉末按CaBi2O4化学式称量配料。
（2）将步骤（1）原料湿式球磨混合12小时，溶剂为蒸馏水，烘干后在680℃大气气氛中预烧6小时。
（3）在步骤（2）制得的粉末中添加粘结剂并造粒后，再压制成型，最后在720~750℃大气气氛中烧结4小时；所述的粘结剂采用质量浓度为5%的聚乙烯醇溶液，剂量占粉末总质量的3%。
本发明制备的陶瓷在720-750℃烧结良好，其介电常数达到18～19，品质因数Qf值高达67000-93000GHz，谐振频率温度系数小，因此在工业上有着极大的应用价值。
具体实施方式
实施例：
表1示出了构成本发明的不同烧结温度的3个具体实施例及其微波介电性能。其制备方法如上所述，用圆柱介质谐振器法进行微波介电性能的评价。
本发明决不限于以上实施例。烧结温度的上下限、区间取值都能实现本发明，在此不一一列举实施例。
本陶瓷可广泛用于各种介质基板、谐振器和滤波器等微波器件的制造，可满足移动通信、卫星通信等系统的技术需要。
表1：

Claims (1)

1.一种复合氧化物作为低温烧结微波介电陶瓷的应用，其特征在于所述复合氧化物的化学组成式为CaBi2O4：
所述复合氧化物的制备方法具体步骤为：
（1）将纯度为99.9%以上的CaCO3和Bi2O3的原始粉末按CaBi2O4化学式称量配料；
（2）将步骤（1）原料湿式球磨混合12小时，溶剂为蒸馏水，烘干后在680℃大气气氛中预烧6小时；
（3）在步骤（2）制得的粉末中添加粘结剂并造粒后，再压制成型，最后在720~750℃大气气氛中烧结4小时；所述的粘结剂采用质量浓度为5%的聚乙烯醇溶液，剂量占粉末总质量的3%。
CN201310453977.4A 2013-09-29 2013-09-29 低温烧结微波介电陶瓷CaBi2O4及其制备方法 Active CN103524126B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310453977.4A CN103524126B (zh) 2013-09-29 2013-09-29 低温烧结微波介电陶瓷CaBi2O4及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310453977.4A CN103524126B (zh) 2013-09-29 2013-09-29 低温烧结微波介电陶瓷CaBi2O4及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103524126A CN103524126A (zh) 2014-01-22
CN103524126B true CN103524126B (zh) 2015-06-10

Family

ID=49926541

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310453977.4A Active CN103524126B (zh) 2013-09-29 2013-09-29 低温烧结微波介电陶瓷CaBi2O4及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103524126B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104387052B (zh) * 2014-11-09 2016-04-06 桂林理工大学 一种含氯超低介电常数微波介电陶瓷及其制备方法
CN105645949A (zh) * 2016-01-13 2016-06-08 三峡大学 温度稳定型低介电常数微波介电陶瓷Ca3Bi2Ge3O12及其制备方法
CN107604344A (zh) * 2017-09-26 2018-01-19 天津城建大学 一种用于光电催化的CaBi2O4薄膜电极的制备方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100155218A1 (en) * 2008-12-12 2010-06-24 University Of South Carolina Novel Photocatalysts that Operate Under Visible Light
CN101767001A (zh) * 2009-01-01 2010-07-07 中国石油大学(北京) 一种软化学-水热技术合成新型Ca-Bi-O系可见光催化剂的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103524126A (zh) 2014-01-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103130496B (zh) 低介电常数微波介电陶瓷LiAlSi2O6及其制备方法
CN103496964B (zh) 可低温烧结的微波介电陶瓷Ca3Bi(PO4)3及其制备方法
CN103496978B (zh) 可低温烧结的微波介电陶瓷Ba2BiV3O11及其制备方法
CN102249670A (zh) 低温烧结的微波介电陶瓷Li2Ba1-xSrxTi4O16及其制备方法
CN103496973B (zh) 可低温烧结的微波介电陶瓷BiTiNbO6及其制备方法
CN103539444B (zh) 低温烧结微波介电陶瓷Ca2Bi2O5及其制备方法
CN103570345A (zh) 低温烧结微波介电陶瓷Bi12MgO19及其制备方法
CN103467095A (zh) 可低温烧结的微波介电陶瓷SrCuV2O7及其制备方法
CN103496981A (zh) 低温烧结温度稳定型微波介电陶瓷Bi14W2O27及其制备方法
CN103539449B (zh) 可低温烧结的微波介电陶瓷BiNbW2O10及其制备方法
CN103524126B (zh) 低温烧结微波介电陶瓷CaBi2O4及其制备方法
CN103922719B (zh) 可低温烧结的超低介电常数微波介电陶瓷TiP2O7及其制备方法
CN103496969B (zh) 低温烧结温度稳定型微波介电陶瓷Bi14WO24及其制备方法
CN104876570A (zh) 高品质因数低介电常数微波介电陶瓷BaLi3La3W2O13
CN103496972B (zh) 超低温烧结温度稳定型微波介电陶瓷Ca5Bi14O26及其制备方法
CN103449814B (zh) 可低温烧结的微波介电陶瓷Sr2WCuO6
CN103553614B (zh) 可低温烧结的微波介电陶瓷La7Nb3Mo4O30及其制备方法
CN104876572A (zh) 高品质因数超低介电常数微波介电陶瓷CaLi3La3Mo2O13
CN103496742B (zh) 可低温烧结的微波介电陶瓷Ca3Bi4V2O14及其制备方法
CN103964835B (zh) 可低温烧结的温度稳定型微波介电陶瓷LiVP2O8及其制备方法
CN103435348B (zh) 可低温烧结的微波介电陶瓷Sr8CuW3O18及其制备方法
CN104003710B (zh) 可低温烧结的微波介电陶瓷Li3Ti2PO8及其制备方法
CN103496986A (zh) 可低温烧结的微波介电陶瓷BiCa9V7O28及其制备方法
CN104003718B (zh) 可低温烧结的微波介电陶瓷Li3Ti2VO8及其制备方法
CN103496971B (zh) 可低温烧结的微波介电陶瓷Ca4Bi6O13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
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20201224

Address after: 215600 room a1307, 109 Shazhou West Road, yangshe Town, Zhangjiagang City, Suzhou City, Jiangsu Province

Patentee after: Suzhou Hongwu Technology Intermediary Service Co.,Ltd.

Address before: 541006 Yanshan Street 319, Yanshan District, Guilin, the Guangxi Zhuang Autonomous Region, Guilin University of Technology (Yanshan campus)

Patentee before: GUILIN University OF TECHNOLOGY