本发明专利技术涉及微波介质材料技术领域，具体涉及一种C0G微波介质材料，主料为Mg(1‑x‑y)CaxSryTiO3(0.1<x≤0.6,0.1≤y≤0.6)；改性添加剂为Al2O3、MnO、CeO2、CoO、Nb2O5的一种或多种；烧结助剂为B2O3、SiO2、ZnO、Li2CO3、Bi2O3中的一种或多种。能够在较高温度(1260～1320℃)下烧结，陶瓷粉具备成分均一、粒度分布窄、分散性好、成型性工艺好，其相对介电常数在10～20系列变化、室温损耗角正切＜4×10‑4、绝缘电阻>1×1012Ω、容量C0G温度特性、Q·f值高达71053GHz(在12.9GHz频率下测得Q值5508)。
C0G microwave dielectric material, preparation method and preparation method of ceramic material
The invention relates to the technical field of microwave dielectric materials, and particularly relates to a microwave dielectric material C0G, material Mg (1 x y CaxSryTiO3 (0.1<); X = 0.6,0.1 = y = 0.6); modified additives for one or more Al2O3, MnO, CeO2, CoO, Nb2O5 as a sintering aid; one or more B2O3, SiO2, ZnO, Li2CO3, Bi2O3. In the high temperature (1260 ~ 1320 DEG C) sintered ceramic powder with uniform composition and narrow particle size distribution, good dispersion, good molding process, the relative dielectric constant in the 10 to 20 series of changes at room temperature, the loss tangent < 4 x 10, 4 insulation resistance > 1 * 1012 Omega, the temperature characteristics and the capacity of C0G Q - F value up to 71053GHz (measured at the frequency of 12.9GHz Q 5508).
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及微波介质材料
，尤其涉及C0G微波介质材料及制备方法及陶瓷材料的制备方法。
技术介绍
随着现代通信和雷达技术的迅速发展，微波通讯己成为现代通信技术的重要组成部分。与普通无线电波相比，微波具有频率高、波长短、抗干扰能力强、能穿透电离层等特点，适合作大容量、高质量、远距离通信的信号载体。另一方面，由于微波通信采用的是无线通信方式，无需铺设线路、资金投入少、建设周期短、受自然环境和地形条件的影响小、抗灾害性能强，与其它通信方式相比具有明显的优越性。近年来，便携式移动电话、车载电话、卫星直播电视、4G/5G通信系统、蓝牙技术、全球卫星定位系统和军用制导系统等微波通信系统得到了迅速发展，小型化、频率高端化、集成化、高质量化和低成本化已成为微波技术发展的必然趋势。纯MgTiO3陶瓷作为一种传统的微波介质材料，在毫米波段仍然具有优异的微波介电性能如εr＝17.8、Q·f值≈49000GHz(7GHz)、τε＝93ppm/℃、ρ＝1.2×1012Ω·cm，但烧结温度高达1450℃且烧结温区过窄(5～10℃)。该材料过烧容易引起晶粒生长过快、气孔率增加，从而使电性能恶化，因此调节谐振频率温度系数符合C0G标准，并有效降低烧结温度、拓宽烧结范围，这成为材料领域技术人员需要科研的一个技术方向。
技术实现思路
针对上述问题中存在的不足之处，本专利技术提供一种C0G微波介质材料及制备方法及陶瓷材料的制备方法。为实现上述目的，本专利技术提供一种C0G微波介质材料，包括：主成分、改性添加剂和烧结助剂；其中，所述主料为Mg(1-x-y)CaxSryTiO3(0.1<;x≤0.6,0.1≤y≤0.6)；所述改性添加剂为Al2O3、MnO、CeO2、CoO、Nb2O5的一种或多种；所述烧结助剂为B2O3、SiO2、ZnO、Li2CO3、Bi2O3中的一种或多种。上述的C0G微波介质材料中，优选为，各成分摩尔份数为：所述Mg(1-x-y)CaxSryTiO3为70～95份；所述Al2O3为2～20份；所述MnO为0.1～0.5份；所述CeO2为0～0.5份；所述CoO为0.1～1份；所述Nb2O5为0～8份；所述烧结助剂共1～6份。一种C0G微波介质材料的制备方法，包括如下步骤：将MgO的前驱体、TiO2的前驱体、CaO的前驱体、SrO的前驱体按比例混合，进行球磨、烘干、过筛后在1000℃～1150℃煅烧2.5～5小时后获得Mg(1-x-y)CaxSryTiO3；所述Mg(1-x-y)CaxSryTiO3与Al2O3、MnO、CeO2、CoO、Nb2O5的一种或多种、由B2O3、SiO2、ZnO、Li2CO3、Bi2O3中的一种或多种组成的烧结助剂按比例混合，球磨、烘干、过筛后获得微波介质材料。上述的C0G微波介质材料的制备方法中，优选为，所述MgO的前驱体为MgO、Mg(OH)2、MgCO3中的一种或多种；所述TiO2的前驱体为TiO2、Ti(OH)4中的一种或两种；所述CaO的前驱体为CaO、Ca(OH)2、CaCO3中的一种或多种；所述SrO的前驱体为SrO、Sr(OH)2、SrCO3中的一种或多种。一种C0G微波介质材料制备微波介质陶瓷材料的方法，包括以下步骤：将微波介质材料造粒后在4～6MPa压力下制成坯体，再将坯体排胶，排胶温度为500℃，升温速率为2℃/min，保温1小时，再以3～8℃/min升温至1260～1320℃对排胶后的坯体进行烧结保温2～5小时后随炉自然冷却。在上述技术方案中，本专利技术实施例提供的C0G微波介质材料、制备方法，与现有技术相比具有以下优点：1、能够在较高温度(1260～1320℃)下烧结，陶瓷粉具备成分均一、粒度分布窄、分散性好、成型性工艺好，烧结后瓷体致密、无杂质和少缺陷，其相对介电常数在10～20系列变化、室温损耗角正切＜4×10-4、绝缘电阻>1×1012Ω、在-55～125℃范围内电容温度系数为0±30ppm/℃、容量温度特性稳定、品质因数Q·f值很高。2、此C0G微波介质材料制备方法及工艺简单、设备成熟及投入成本较低、易于实现工业化生产，可快捷、稳定实现从材料配方向微波介质材料产品批量生产转化。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术做进一步说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本专利技术的范围及其应用。(1)主成分的制备主成分Mg0.90Ca0.05Sr0.05TiO3的制备方法：将纯度均为99.0％以上的Mg(OH)20.09mol、CaCO30.005mol、SrCO30.005mol和TiO20.1mol混合，加入氧化锆球和去离子水进行球磨混合，球磨时间6小时，在120℃烘5小时至干燥，过40目筛后，在1100±30℃煅烧混合物2.5h，即得主成分Mg0.90Ca0.05Sr0.05TiO3。主成分Mg0.92Ca0.02Sr0.06TiO3的制备方法：将纯度均为99.0％以上的Mg(OH)20.092mol、CaCO30.002mol、SrCO30.006mol和TiO20.1mol混合，加入氧化锆球和去离子水进行球磨混合，球磨时间6小时，在120℃烘5小时至干燥，过40目筛后，在1100±30℃煅烧混合物2.5h，即得主成分Mg0.92Ca0.02Sr0.06TiO3。主成分Mg0.93Ca0.06Sr0.01TiO3的制备方法：将纯度均为99.0％以上的Mg(OH)20.093mol、CaCO30.006mol、SrCO30.001mol和TiO20.1mol混合，加入氧化锆球和去离子水进行球磨混合，球磨时间6小时，在120℃烘5小时至干燥，过40目筛后，在1080±30℃煅烧混合物2.5h，即得主成分Mg0.93Ca0.06Sr0.01TiO3。主成分Mg0.95Ca0.02Sr0.03TiO3的制备方法：将纯度均为99.0％以上的Mg(OH)20.095mol、CaCO30.002mol、SrCO30.003mol和TiO20.1mol混合，加入氧化锆球进行球磨均匀，球磨时间6小时，在120℃烘5小时至干燥，过40目筛后，在1080±30℃煅烧混合物2.5h，即得主成分Mg0.95Ca0.02Sr0.03TiO3。其中，主成分MgTiO3、SrTiO3和CaTiO3在高温烧结时可以形成共溶固溶体，从而可以有效的改善体系的结构，拓宽烧温，改善介电性能和频率特性。而且SrTiO3和CaTiO3的添加，可以抑制样品晶粒的过度增长，使粒度分布更均匀，晶粒结合更加紧密，样品气孔减少，同时调节介电常数温度系数，从实验发现MgTiO3体系材料中加入一定比例的SrTiO3和CaTiO3比单加入SrTiO3或CaTiO3中一种成分的瓷体烧结更致密，电性能优良(介质损耗角正切低)。(2)烧结助剂的制备烧结助剂的制备方法：按质量比例为1:2.5:0.3称取原料B2O3、ZnO、SiO2混合，加入氧化锆球进行球磨，球磨时间为6小时，在80℃烘10小时至干燥，过100目筛后，在600℃煅烧4小时后获得。而烧结助剂的主要作用是降低本专利技术陶瓷材料的烧结温度，使材料能在较低的温度下进行烧结，保证烧结后陶瓷体晶粒生长均匀、具有高致密度。(3)配方设计及圆本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种C0G微波介质材料，其特征在于，包括：主料、改性添加剂和烧结助剂；其中，所述主料为Mg(1‑x‑y)CaxSryTiO3(0.1<x≤0.6,0.1≤y≤0.6)；所述改性添加剂为Al2O3、MnO、CeO2、CoO、Nb2O5的一种或多种；所述烧结助剂为B2O3、SiO2、ZnO、Li2CO3、Bi2O3中的一种或多种。
【技术特征摘要】
1.一种C0G微波介质材料，其特征在于，包括：主料、改性添加剂和烧结助剂；其中，所述主料为Mg(1-x-y)CaxSryTiO3(0.1<x≤0.6,0.1≤y≤0.6)；所述改性添加剂为Al2O3、MnO、CeO2、CoO、Nb2O5的一种或多种；所述烧结助剂为B2O3、SiO2、ZnO、Li2CO3、Bi2O3中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的C0G微波介质材料，其特征在于，各成分摩尔份数为：所述Mg(1-x-y)CaxSryTiO3为70～95份；所述Al2O3为2～20份；所述MnO为0.1～0.5份；所述CeO2为0～0.5份；所述CoO为0.1～1份；所述Nb2O5为0～8份；所述烧结助剂共1～6份。3.一种如权利要求1或2所述的C0G微波介质材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将MgO的前驱体、TiO2的前驱体、CaO的前驱体、SrO的前驱体按比例混合，进行球磨、烘干、过筛后在1000℃～1150℃煅烧2.5～5小时后获得Mg(1-x-y)CaxSryTiO...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋蓓蓓，程华容，韩敬，孙淑英，杨魁勇，
申请(专利权)人：北京元六鸿远电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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