一种介电常数可调高介电常数微波介质陶瓷及其制备方法技术

技术编号:15121820 阅读:149 留言:0更新日期:2017-04-09 20:34
本发明专利技术涉及一种介电常数可调高介电常数微波介质陶瓷及其制备方法。其原料组成为xCaTiO3·y(Li0.5Sm0.5)TiO3+awt%CeO,其中:0.3≤x≤0.5,0.7≤y≤0.5,0.1≤a≤0.5;其中x、y为摩尔比添加、a以质量百分数添加。本发明专利技术提供一种介电常数为112.5,同时具有介电常数在一定范围可调(Er:90~Er:130)微波介质陶瓷配方及其制备方法,以CaTiO3-(Li0.5Sm0.5)TiO3体系为研究对象,采用CeO为调节微波介质陶瓷温度系数,综合调控材料的微波介电性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于一种介电常数可调超高介电常数微波介质陶瓷及其制备方法,是一种CaTiO3-(Li0.5Sm0.5)TiO3复合微波介质材料及其制备方法。广泛应用于移动电话、汽车电话、电视卫星接收器、全球卫星定位系统、无线局域接入及各种雷达等系统中。
技术介绍
微波介质陶瓷作为一种新型电子材料,在现代通信中被用作谐振器、滤波器、介质基片、介质天线、介质导波回路等,广泛应用于微波技术的许多领域。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己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。应用于微波电路的介质陶瓷,必须满足以下介电特征要求:1)较高的相对介电常数Er,一般根据应用频率确定介质陶瓷材料相对介电常数的大小。应用频率为0.8~4GHz(低端)时,Er>50;4~8GHz(中端)时,30≤Er≤50;8~18GHz(中端)时,Er≤30;2)高的品质因数Q,以提高选频特性,一般要求Q×f0≥5000;3)接近零的频率温度系数τf以保证器件有良好的温度稳定性,介质谐振器件一般都是微波介质陶瓷的某种振动模式的频率作为其中心频率的。如果τf大,则表明器件的中心频率将会因温度的变化而产生大的漂移,器件将无法高稳定工作。专利
技术实现思路
本专利技术的目的迎合移动通信用微波频率小型化、髙频化需要,旨在提供一种介电常数为112.5,同时具有介电常数在一定范围可调(Er:90~Er:130)微波介质陶瓷配方及其制备方法,以CaTiO3-(Li0.5Sm0.5)TiO3体系为研究对象,采用CeO为调节微波介质陶瓷温度系数,综合调控材料的微波介电性能。为此本专利技术采用的技术方案是:本专利技术的原料组成为xCaTiO3·y(Li0.5Sm0.5)TiO3+awt%CeO,其中:0.3≤x≤0.5,0.7≤y≤0.5,0.1≤a≤0.5;其中x、y为摩尔比添加、a以质量百分数添加。所述(Li0.5Sm0.5)TiO3由分析纯三氧化二钐、分析纯碳酸锂、分析纯二氧化钛按(Li0.5Sm0.5)TiO3化学式配料混合。一种介电常数可调高介电常数微波介质陶瓷的制备方法,按照以下步骤进行:1)先将分析纯三氧化二钐、分析纯碳酸锂、分析纯二氧化钛按(Li0.5Sm0.5)TiO3化学式配料混合,加入氧化锫球和去离子水球磨,混合球磨3~8小时,烘干后过30~60目筛,在箱式炉中1050℃~1100℃预烧2~5小时,合成主成分(Li0.5Sm0.5)TiO3;2)将合成的主成分(Li0.5Sm0.5)TiO3和CaTiO3及CeO原料按xCaTiO3·y(Li0.5Sm0.5)TiO3+awt%CeO,加入氧化锫球和去离子水混合球磨3~8小时,烘干,加入粘合剂造粒。所述球磨在聚氨酯球磨罐中进行。所述1)步骤中:所述(Li0.5Sm0.5)TiO3:去离子水:锫球按重量比为1:1.5:2~4.5的比例进行混合。所述粘合剂为12wt%聚乙烯醇。所述2)步骤后,在80~120Mpa压力下压制成直径12~18mm,厚度5~10mm的圆薄片,在1250℃~1350℃,烧结3~5小时成品。本专利技术的优点是:1)CaTiO3-(Li0.5Sm0.5)TiO3系材料预烧、烧结温度适中,1300℃就使其致密化,节约能源,降低生产成本;2)原材料价格便宜,生产工艺相对简单,便于工业化批量大生产;3)介电常数在一定范围可调(Er:90~Er:130),特别适合介质天线使用。具体实施方式本专利技术选用预烧合成(Li0.5Sm0.5)TiO3和CaTiO3后,通过调整(Li0.5Sm0.5)TiO3和CaTiO3添加比例来调节介电常数Er:90~Er:130、同时微量添加CeO达到调节温度系数τf,提供一种介电常数112.5,介电常数和频率温度系数τf可调同时材料制备工艺简单、对设备和车间环境无特殊要求,便于批量生产及应用推广。一种高介电常数微波介质陶瓷技术方案是以(Li0.5Sm0.5)TiO3、CaTiO3为成主分,CeO微量添加,CeO添加量调节微波介质陶瓷温度系数τf0一种介电常数可调高介电常数微波介质陶瓷,其原料组成为xCaTiO3·y(Li0.5Sm0.5)TiO3+awt%CeO,其中:0.3≤x≤0.5,0.7≤y≤0.5,0.1≤a≤0.5(x、y为摩尔比添加、a以质量百分数添加)。上述组成的优化方案为:一种低介电常数低损耗微波介质陶瓷,其优化原料组成为:(0.21CaTiO3·0.79(Li0.5Sm0.5)TiO3+0.10wt%CeO)。一种高介电常数微波介质陶瓷的制备工艺,包括以下步骤:(1)先将分析纯三氧化二钐、分析纯碳酸锂、分析纯二氧化钛按(Li0.5Sm0.5)TiO3化学式配料混合,在1050℃预烧3h,合成主成分(Li0.5Sm0.5)TiO3.;(2)将合成的主成分(Li0.5Sm0.5)TiO3和CaTiO3及CeO原料按xCaTiO3·y(Li0.5Sm0.5)TiO3+awt%CeO,0.3≤x≤0.5,0.7≤y≤0.5,0.1≤a≤0.5(x、y为摩尔比添加、a以质量百分数添加),混合造粒后得到用于制备高介电常数微波介质陶瓷的粉料,将粉料压制成直径15mm、厚度6.5~7.5mm的圆薄片,在1250℃~1350℃烧结,保温4小时。采用上述配方及制备方法组成的本专利技术,可得到Er=112.5,Q*f0>3000,谐振频率系数τf<=10的微波介质陶瓷,性能指标可满足微波介质陶瓷材料要求。本专利技术将参照下述的实施进一步详细说明:首先,先将分析纯三氧化二钐、分析纯碳酸锂、分析纯二氧化钛按(Li0.5Sm0.5)TiO3化学式配料混合,置于聚氨酯球磨罐中,加入氧化锫球和去离子水磨(料:去离子水:锫球重量比为1:1.5:2~4.5),在QM-BP行星球磨机中混合球磨5小时,烘干后过40目筛,在箱式炉中1050℃~1100℃预烧3小时,合成主成分(Li0.5Sm0.5)TiO3。将合成的主成分(Li0.5Sm0.5)TiO3和CaTiO3及CeO原料按xCaTiO3·y(Li0.5Sm0.5)TiO3+awt%CeO,置于聚氨酯球磨罐中,加入氧化锫球和去离子水混合球磨5小时,烘干,加入12wt%聚乙烯醇(PVA)粘合剂造粒,在100Mpa压力下压制成直径15mm,厚度7.0mm的圆薄片,在1250℃~1350℃本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种介电常数可调高介电常数微波介质陶瓷,其特征在于,其原料组成为:xCaTiO3·y(Li0.5Sm0.5)TiO3 +awt% CeO,其中:0.3≤x≤0.5, 0. 7≤ y≤0.5, 0.1≤ a≤0.5; 其中x、y为摩尔比添加、a以质量百分数添加。

【技术特征摘要】
1.一种介电常数可调高介电常数微波介质陶瓷,其特征在于,其原料组成为:
xCaTiO3·y(Li0.5Sm0.5)TiO3+awt%CeO,其中:0.3≤x≤0.5,0.7≤y≤0.5,0.1≤
a≤0.5;其中x、y为摩尔比添加、a以质量百分数添加。
2.根据权利要求1所述的一种介电常数可调高介电常数微波介质陶瓷,其特征在于,所
述(Li0.5Sm0.5)TiO3由分析纯三氧化二钐、分析纯碳酸锂、分析纯二氧化钛按(Li0.5Sm0.5)TiO3化学式配料混合。
3.一种介电常数可调高介电常数微波介质陶瓷的制备方法,其特征在于,按照以下步
骤进行:
1)先将分析纯三氧化二钐、分析纯碳酸锂、分析纯二氧化钛按(Li0.5Sm0.5)TiO3化学式配
料混合,加入氧化锫球和去离子水球磨,混合球磨3~8小时,烘干后过30~60目筛,在箱式炉
中1050℃~1100℃预烧2~5小时,合成主成分(Li0.5Sm0.5)TiO3;
2)将合成的主成分(Li0.5Sm0....

【专利技术属性】
技术研发人员:严盛喜张益勇李永祥潘锦刘志甫
申请(专利权)人:江苏江佳电子股份有限公司
类型:发明
国别省市:江苏;32

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