本发明专利技术公开了一种钇离子取代钕离子制备高品质因数铌酸钕陶瓷及其制备方法，其组成为(Nd1-xYx)NbO4，其中摩尔数x为0.02≤x≤0.15；先将Nd2O3、Y2O3、Nb2O5原料按化学式配料，再经过球磨、煅烧、二次球磨、烘干、过筛、造粒后压制成型为坯体，于1225～1275℃烧结，保温4小时，制得微波介质陶瓷。制品介电常数为19.87，谐振频率温度系数为-18.84ppm/℃，品质因数达到81100GH。本发明专利技术制备工艺简单，过程环保，是一种具有前途的微波介质材料。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于一种W成分为特征的陶瓷组合物，特别设及一种锭离子取代钦离子W 制备高品质因数妮酸钦微波介质陶瓷及其制备方法。
技术介绍
随着微波通信技术的发展，微波介质材料引起了人们越来越多的关注，而能够应 用于微波器件中的材料主要应该满足W下Ξ个参数，分别为高的介电常数、高的品质因数 和近零的谐振频率溫度系数，而且运Ξ个参数与材料所做成器件的尺寸、工作频率和热稳 定性相对应。在实际应用方面，主要在工作于微波频段的雷达和全球定位系统（GPSs)。 稀±妮酸盐（LnNb〇4)是一系列结构、相变特性和物理性质类似的微波介质材料， 其中的Ln包括La至Lu的全部稀±元素。妮酸盐材料是重要的电子材料，具有优良的光电 性能和非线性光学性能、良好的光学效应和电学性能W及变晶相界等独特性质，是一种很 有研究和应用价值的多功能材料，其目前主要用于制造电容器和光电子器件。当Ln被Nd 替代时即为妮酸钦（NdNb〇4)陶瓷。基于其他研究人员的研究，妮酸钦陶瓷属于类巧铁矿白 鹤矿结构，具有适当的介电常数ε,(19.6)，近零的谐振频率溫度系数Tf(-24ppm/°C)，品 质因数QXf(33000GHz)。而运Ξ个参数都不能很好的满足微波器件的应用要求。 因此，微波介电性能制约着妮酸钦陶瓷的应用。但目前对其制备方法和改性的研 究的报道较少。本专利技术采用传统固相法，W锭离子对钦离子进行取代，在保证其介电常数基 本保持不变的基础上，大幅度的提高了妮酸钦陶瓷的品质因数，同时改善了其谐振频率溫 度系数。
技术实现思路
本专利技术的目的，是为进一步提高妮酸钦陶瓷的微波介电性能，提供一种W炯2〇3、 佩2〇5为主要原料，并W锭离子取代钦离子W制备高品质因数QXf的妮酸钦微波介质陶瓷。 本专利技术通过如下技术方案予W实现。 1. 一种锭离子取代钦离子制备高品质因数妮酸钦微波介质陶瓷，其组成为 (Ndi义)佩〇4,其中，摩尔数X为0. 02《X《0. 15 ; 上述妮酸钦陶瓷的制备方法，具有W下步骤：(1)将刷2〇3、￥2〇3、佩2〇5原料，按化学式（Nd1义)佩〇4,其中0. 02《X《0. 15进行 配料；按原料：去离子水：磨球质量比为1:16:15的比例加入聚醋罐中，在球磨机上球磨6 小时； 似将步骤ω球磨后的原料置于干燥箱中于120°c烘干，烘干后过40目筛，获得颗 粒均匀的粉料； 阳0川 做将步骤口)混合均匀的粉料在900°C般烧4小时； (4)在步骤樹般烧后的陶瓷粉料放入聚醋罐中，加入去离子水和氧化错球后，在球 磨机上球磨6小时；烘干后在陶瓷粉料中外加重量百分比为6%的石蜡作为粘合剂进行造 粒，过80目筛，再用粉末压片机成型为巧体； (5)将步骤(4)压制的生巧于1225~1275Γ烧结，保溫4小时，制得妮酸钦微波介 质陶瓷； (6)测试步骤脚制得的微波介质陶瓷的微波介电性能。 阳〇1引所述步骤（1)的刷2〇3、Υ2〇3、佩2〇5原料的纯度大于99. 9%。 所述步骤（1)和步骤(4)的球磨机为行星式球磨机。 所述步骤（1)的X= 0. 08。 阳0化]所述步骤（4)的生巧规格为ΦlOmmX5mm的圆柱体，压片机的工作压强为7Mpa，。 所述步骤（5)的烧结溫度为1250°C，保溫4小时。 所述步骤（5)是通过网络分析仪测试微波介质陶瓷的微波介电性能 本专利技术的有益效果如下： 阳02引由于采用了锭离子取代NdNb〇4中A位的钦，制备的NdNbO4微波介质陶瓷，当其 烧结溫度为1250°C、保溫时间地、一次球磨、二次球磨时间均为6h、Υ2〇3的摩尔数为0. 08 时，制品介电常数为19. 87,谐振频率溫度系数达到-18. 84ppm/°C，品质因数的最大值达到 81100GHz。由于Y离子的离子极化率比Nd大，所W刷佩〇4的介电常数增大，而Y的半径比 Nd的小，取代后NdNb〇4的晶胞体积减小，增加了原子堆积密度，因此提高了品质因数。此外， 该制备工艺简单，过程环保，是一种很有前途的微波介质材料。【具体实施方式】 本专利技术采用纯度大于99. 9%的化学原料刷2〇3、Υ2〇3、佩2〇5制备高品质因数的锭离 子取代钦离子的NdNb〇4微波介质陶瓷。本专利技术将刷2〇3、Υ2〇3、佩2〇5原料按化学式（Nd1义)佩〇4,其中0. 02《X《0. 15进 行配料，用料：去离子水：磨球质量比为1:16:15的比例加入聚醋罐中，球磨6小时；将球 磨后的原料置于红外干燥箱中于120°C烘干，过40目筛，再于900°C般烧4小时；再将般烧 后的陶瓷粉料放入球磨罐中，加入氧化错球和去离子水球磨6小时后烘干；再在烘干后的 陶瓷粉料中外加重量百分比为6~8%的石蜡粘合剂进行造粒，过80目筛后，用粉末压片机 于7MPa的压力下将粉末压成直径为10mm，厚度为5mm的生巧；将生巧在1225~1300°C烧 结，保溫4小时，制得微波介质陶瓷；最后通过网络分析仪及相关测试夹具测试制品的微波 介电性能。 本专利技术具体实施例如下。 实施例1:1.依照妮酸钦微波介质陶瓷组分（Ndi乂)Nb〇4(x= 0. 02)，称刷2〇3-5. 4951邑、 Υ2〇3-0. 〇753g、Nb2〇5-4. 4296g配料，共lOg;混合粉料加入聚醋罐中，加入160ml去离子水和 150g错球后，在行星式球磨机上球磨6小时，球磨机转速为1000转/分；[00測 2.将球磨后的原料置于干燥箱中，于120°C烘干并过40目筛，获得颗粒均匀的粉 料； 3.将粉料于900°C般烧4小时； 4.将般烧后的粉料放入聚醋罐中，二次球磨6小时，出料后烘干，过40目筛；然后 加入重量百分比为6%的石蜡作为粘合剂进行造粒，并过80目筛；再用粉末压片机W7MPa 的压力压成直径为10mm，厚度为5mm的巧体； 5.将巧体于1250°C烧结，保溫4小时，制得微波介质妮酸钦陶瓷； 最后，通过网络分析仪测试所得样品微波特性。 阳〇3引 实施例2: 1.依照妮酸钦微波介质陶瓷组分（NdiJx)Nb〇4(x= 0.04)，称刷2〇3-5.4029邑、 Υ2〇3-0. 1511g、Nb2〇5-4. 4460g配料，共lOg;混合粉料加入聚醋罐中，加入160ml去离子水和150g错球后，在行星式球磨机上球磨6小时，球磨机转速为1000转/分；[00对 2.将球磨后的原料置于干燥箱中，于120°C烘干并过40目筛，获得颗粒均匀的粉 料； 3.将粉料于900°C般烧4小时； 4.将般烧后的粉料放入聚醋罐中，二次球磨6小时，出料后烘干，过40目筛；然后 加入重量百分比为6%的石蜡作为粘合剂进行造粒，并过80目筛；再用粉末压片机W7MPa 的压力压成直径为10mm，厚度为5mm的巧体； 5.将巧体于1250°C烧结，保溫4小时，制得微波介质妮酸钦陶瓷； 最后，通过网络分析仪测试所得样品微波特性。 W40] 实施例3: 阳〇W 1.依照妮酸钦微波介质陶瓷组分（NdiJx)Nb〇4(x=0. 06)，称刷2〇3-5.3100g、 Y2O3-0. 2275g、Nb2〇5-4. 4625g配料，共lOg;混合粉料加入聚醋罐中，加入160ml去离子水和150g错球后，在行星式球磨机上球磨6小时，球磨机转速为1000转/分； 2.将本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种钇离子取代钕离子制备高品质因数铌酸钕微波介质陶瓷，其组成为(Nd1‑xYx)NbO4，其中，摩尔数x为0.02≤x≤0.15。上述铌酸钕陶瓷的制备方法，具有以下步骤：(1)将Nd2O3、Y2O3、Nb2O5原料，按化学式(Nd1‑xYx)NbO4，其中0.02≤x≤0.15进行配料；按原料：去离子水：磨球质量比为1:16:15的比例加入聚酯罐中，在球磨机上球磨6小时；(2)将步骤⑴球磨后的原料置于干燥箱中于120℃烘干，烘干后过40目筛，获得颗粒均匀的粉料；(3)将步骤⑵混合均匀的粉料在900℃煅烧4小时；(4)在步骤⑶煅烧后的陶瓷粉料放入聚酯罐中，加入去离子水和氧化锆球后，在球磨机上球磨6小时；烘干后在陶瓷粉料中外加重量百分比为6％的石蜡作为粘合剂进行造粒，过80目筛，再用粉末压片机成型为坯体；(5)将步骤⑷压制的生坯于1225～1275℃烧结，保温4小时，制得铌酸钕微波介质陶瓷；(6)测试步骤⑸制得的微波介质陶瓷的微波介电性能。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张平，赵永贵，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12
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