一种微波介质陶瓷及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种微波介质陶瓷，其化学式为(1‑x)BiSbO 4‑xCa 0.8 Sr 0.2 TiO 3（0.1≤x≤0.2）+ywt%C（0

【技术实现步骤摘要】
一种微波介质陶瓷及其制备方法
本专利技术属于微波介质陶瓷
，具体涉及一种微波介质陶瓷及其制备方法。
技术介绍
近年来，北斗导航和5G通讯技术的迅速发展，对高性能微波介质陶瓷的需求量日益增长，要求微波介质陶瓷具有中低介电常数、低微波损耗和近零谐振频率温度系数。这种陶瓷既可以满足通信机的可移动性、便携性、小型化、微型化的要求，又可以满足在微波范围具有高性能、高可靠性工作特性要求，得到广泛关注。Bi2O3-Sb2O5二元体系中，稳定相BiSbO4具有较高的品质因数，中介电常数εr和负的谐振频率温度系数τf(Q*f＝65000GHz，εr＝21，τf＝-50ppm/℃)不能够满足实际需要，而利用Ca0.8Sr0.2TiO3具有大的正谐振频率温度系数和高介电常数对BiSbO4陶瓷元素不仅对其介电常数进行调节，其频率温度系数也可以作出相应的调整；同时添加剂种类为ZnO、CoO、MnO2、WO3、ZrO2中至少选择一种使材料较高Q值特性得以提升，有望满足了未来北斗导航和5G通讯的需求。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提出了提供一种微波介质陶瓷及其制备方法。本专利技术的微波介质陶瓷，制备工艺简单，重复性良好，且微波介电性能优异，烧结温度较低。为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：一种微波介质陶瓷，微波介质陶瓷的化学式为(1-x)BiSbO4-xCa0.8Sr0.2TiO3(0.1≤x≤0.2)+ywt％C(0<y≤5)，其中C为添加剂。进一步地，所述添加剂为ZnO、CoO、MnO2、WO3、ZrO2中至少选择一种。一种微波介质陶瓷的制备方法，其特征在于，具体制备步骤如下：(1)将化学原料Bi2O3、Sb2O5、CaCO3、SrCO3、TiO2分别按(1-x)BiSbO4-xCa0.8Sr0.2TiO3(0.1≤x≤0.2)化学计量组成称量配料成预磨配料；(2)将预磨配料放入球磨罐进行球磨，球磨后置于干燥箱中烘干成粉料；(3)将粉料进行煅烧得到煅烧粉料；(4)将煅烧粉料称量后放入球磨罐中，加入y％C物质、氧化锆球和去离子水，球磨烘干得到烘干粉料；向烘干粉料中加入粘结剂造粒，并压制成胚体；(5)将胚体进行中温烧结成微波介质陶瓷；(6)测试微波介质陶瓷的微波介电性能。在其中一个实施例中，所述C为ZnO、CoO、MnO2、WO3、ZrO2中至少选择一种的添加剂。在其中一个实施例中，所述球磨罐内部设置氧化锆球，所述球磨罐中的球磨介质为去离子水，球磨时间为20h。在其中一个实施例中，所述煅烧温度为900℃，煅烧时间为4-8h。在其中一个实施例中，所述胚体为圆柱状，其直径约为15mm，高度约7.5mm。在其中一个实施例中，所述粘结剂采用质量分数为3％的聚乙烯醇。在其中一个实施例中，所述中温烧结的温度为1000～1080℃，烧结时间为3h。在其中一个实施例中，所述测试微波介质陶瓷的微波介电性能，包括：样品的直径和厚度使用千分尺测量；通过AgilentE8363APNA网络分析仪，采用Krupka法测量所制备微波介质陶瓷的介电常数，将测试样品放入ESPECMC-710F型高低温循环箱进行谐振频率温度系数的测量，温度范围为20～60℃，测试频率在4～6GHz范围内。本专利技术有益效果是：本专利技术的优点是：微波介质陶瓷的化学式为(1-x)BiSbO4-xCa0.8Sr0.2TiO3(0.1≤x≤0.2)+ywt％C(0<y≤5)，其中C是从ZnO、CoO、MnO2、WO3、ZrO2中至少选择一种，该系列微波介质陶瓷材料其烧结范围为1020～1060℃属于中温烧结，中介电常数为26～35，品质因数30000～60000GHz，谐振频率温度系数为-20～20ppm/℃。此锑酸铋基系列微波介质陶瓷具有低损耗、介电常数适中同时近零频率温度系数的优异介电性能，能满足北斗导航和5G通信的需求。此外，该制备工艺简单，过程无污染，低成本，因此具有广阔的应用前景。具体实施方式为进一步了解本专利技术，以下结合实例对本专利技术进行描述，但应当理解的是这些描述只为了进一步说明本专利技术的特征和优点而不是对本专利技术专利要求的限制。一种微波介质陶瓷，微波介质陶瓷的化学式为(1-x)BiSbO4-xCa0.8Sr0.2TiO3(0.1≤x≤0.2)+ywt％C(0<y≤5)，其中C为添加剂。进一步地，所述添加剂为ZnO、CoO、MnO2、WO3、ZrO2中至少选择一种。本专利技术实施例中，该系列微波介质陶瓷材料其烧结范围为1020～1060℃属于中温烧结，介电常数为26～35，品质因数Q*f为30000～60000GHz，谐振频率温度系数-20ppm/℃～20ppm/℃，属于中温烧结、高Q值、中介电常数及近零温度系数的锑酸铋基系列微波介质陶瓷，具有低损耗、介电常数适中同时近零频率温度系数的优异介电性能，能满足北斗导航和5G通信的需求。此外，该制备工艺简单，过程无污染，低成本，因此具有广阔的应用前景。本专利技术还提供一种微波介质陶瓷的制备方法，其特征在于，具体制备步骤如下：(1)将化学原料Bi2O3、Sb2O5、CaCO3、SrCO3、TiO2分别按(1-x)BiSbO4-xCa0.8Sr0.2TiO3(0.1≤x≤0.2)化学计量组成称量配料成预磨配料；(2)将预磨配料放入球磨罐进行球磨，球磨后置于干燥箱中烘干成粉料；其中球磨罐内部设置氧化锆球，所述球磨罐中的球磨介质为去离子水，球磨时间为20h。(3)将粉料进行煅烧得到煅烧粉料；煅烧温度为900℃，煅烧时间为4-8h。(4)将煅烧粉料称量后放入球磨罐中，加入煅烧后称量粉料质量的y％C物质、氧化锆球和去离子水，球磨烘干得到烘干粉料；向烘干粉料中加入粘结剂造粒，并压制成胚体；其中C为ZnO、CoO、MnO2、WO3、ZrO2中至少选择一种的添加剂；粘结剂采用质量分数为3％的聚乙烯醇；胚体为圆柱状，其直径约为15mm，高度约7.5mm。(5)将胚体进行中温烧结成微波介质陶瓷；中温烧结的温度为1000～1080℃，烧结时间为3h。(6)测试微波介质陶瓷的微波介电性能；样品的直径和厚度使用千分尺测量；通过AgilentE8363APNA网络分析仪，采用Krupka法(空腔法)测量所制备微波介质陶瓷的介电常数，将测试样品放入ESPECMC-710F型高低温循环箱进行谐振频率温度系数的测量，温度范围为20～60℃，测试频率在4～6GHz范围内。在测试得到的微波介电性能为：介电常数为26～35，品质因数Q*f为30000～60000GHz，谐振频率温度系数-20ppm/℃～20ppm/℃。实施例1取x＝0.1，y＝3.0；将Bi2O3、Sb2O5、CaCO3、SrCO3、TiO2分别按化学计量比0.9BiSbO4-0.1Ca0.8Sr0.2TiO3组成称量配料；将上述配制好的化学原料加入尼龙罐中，加入氧化锆球和去离子水，其中配制好的化学原料、氧化锆球和水的比例为1:2.5:3，球磨20h，将球磨后的原料于干燥箱中烘干；将烘干后的粉料在900℃的温度下煅烧4h；将煅烧后的粉料称量后放入球磨罐中，加入3％ZnO物质、氧化锆球和去离子水，球磨20h，烘干，向烘干的粉料本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微波介质陶瓷，其特征在于，微波介质陶瓷的化学式为(1‑x)BiSbO4‑xCa0.8Sr0.2TiO3(0.1≤x≤0.2)+ywt％C(0

【技术特征摘要】
1.一种微波介质陶瓷，其特征在于，微波介质陶瓷的化学式为(1-x)BiSbO4-xCa0.8Sr0.2TiO3(0.1≤x≤0.2)+ywt％C(0<y≤5)，其中C为添加剂。2.根据权利要求1所述的一种微波介质陶瓷，其特征在于，所述添加剂为ZnO、CoO、MnO2、WO3、ZrO2中至少选择一种。3.一种微波介质陶瓷的制备方法，其特征在于，具体制备步骤如下：(1)将化学原料Bi2O3、Sb2O5、CaCO3、SrCO3、TiO2分别按(1-x)BiSbO4-xCa0.8Sr0.2TiO3(0.1≤x≤0.2)化学计量组成称量配料成预磨配料；(2)将预磨配料放入球磨罐进行球磨，球磨后置于干燥箱中烘干成粉料；(3)将粉料进行煅烧得到煅烧粉料；(4)将煅烧粉料称量后放入球磨罐中，加入y％C物质、氧化锆球和去离子水，球磨烘干得到烘干粉料；向烘干粉料中加入粘结剂造粒，并压制成胚体；(5)将胚体进行中温烧结成微波介质陶瓷；(6)测试微波介质陶瓷的微波介电性能。4.根据权利要求3所述的一种微波介质陶瓷的制备方法，其特征在于，所述C为ZnO、CoO、MnO2、WO3、ZrO2中...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄有华，郑兰兰，
申请(专利权)人：福鼎市溥昱电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35