一种低烧结温度钡钐钛系微波介质陶瓷及其制备方法技术

本发明专利技术是低烧结温度钡钐钛系微波介质陶瓷及制备方法，包含摩尔比配比表达式为：Ba

【技术实现步骤摘要】
一种低烧结温度钡钐钛系微波介质陶瓷及其制备方法
本专利技术涉及的是一种低烧结温度钡钐钛系微波介质陶瓷及制备方法，属于电子陶瓷

技术介绍
随着近几十年来的发展，微波介质陶瓷已成为一种新型的功能陶瓷材料,在微波频段电路中作为介质材料完成一种或多种功能。微波介电性能是微波介质陶瓷应用的决定因素,而相对介电常数εr、品质因数Q×f和谐振频率温度系数τf是微波介电性能的三个主要参数。随着5G移动通信系统产业的快速发展,作为通信设备中的重要器件,微波元器件特别是滤波器、谐振器受到研发人员的广泛关注。为了进一步提升微波元器件的性能、缩小微波元器件的尺寸，以及降低制造成本,对微波介电材料的要求主要有以下几点:(1)较高的介电常数εr；(2)尽可能高的品质因数Q×f；(3)近零的谐振频率温度系数τf；(4)所选材料价格便宜且无毒环保。从介电常数的角度划分,高介电常数微波介质陶瓷通常是指介电常数在60及60以上的微波介电材料,主要材料体系通常包括钡钐钛体系、ABO3型钙钛矿结构体系、钙锂镧钛体系、铋基体系、锂基体系及铅基钙钛矿体系等。目前在高介电常数微波介电材料体系中,关于钡钐钛体系的研究比较多,它属于类钙钛矿钨青铜结构,结构单元中具有形状各异、大小不一的几类空隙,能够填充不同价态、不同半径的离子,不同离子的填充会引起结构发生对应的变化,从而使钡钐钛体系微波介电材料具备性能各异的微波介电性能。对于Ba-Sm2O3-TiO2体系陶瓷烧结温度通常大于1360℃，而且损耗较大,这些阻碍了它的大规模实际应用。所以，如何改善其烧结性能和微波介电性能，是本专利技术所要解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术提出的是一种低烧结温度钡钐钛系微波介质陶瓷及制备方法，其目的旨在克服现有技术存在的上述不足，采用优选的助烧剂，以降低烧结温度、增加陶瓷烧结的致密性、减少缺陷，并在一定程度上调节材料的谐振频率温度系数。本专利技术的技术解决方案：一种低烧结温度钡钐钛系微波介质陶瓷，包含摩尔比配比表达式为：Ba7Sm8Ti30O79-aV2O5-b0.5CuO-0.5B2O3的原料，其中1％≤a≤2％，0.5％≤b≤1％。一种低烧结温度钡钐钛系微波介质陶瓷的制备方法，包括以下工艺步骤：1)先将BaCO3、Sm2O3、TiO2按照化学式Ba7Sm8Ti30O79配料，混合后充分球磨，球磨后烘干、过筛放入刚玉坩埚中，然后保温预烧，得到粉料样品A；2)将CuO、B2O3按摩尔比1:1配制0.5CuO-0.5B2O3，混合后充分球磨，球磨后烘干、过筛，得到粉料样品B；3)将上述步骤1)和2)中的样品A、样品B与V2O5混合配料，样品A、样品B和V2O5按照表达式Ba7Sm8Ti30O79-aV2O5-b0.5CuO-0.5B2O3的摩尔比配料，其中1％≤a≤2％，0.5％≤b≤1％，然后充分球磨，球磨后烘干、造粒、过筛；4)将步骤3)过筛后的颗粒压制成圆柱体，然后烧结成瓷，即得低烧结温度钡钐钛系微波介质陶瓷。优选的，所述的步骤1)中保温预烧1100～1180℃、3～5h。优选的，所述的步骤4)中圆柱体的直径10mm、高度6mm。优选的，所述的步骤4)中烧结900～1350℃、4h。本专利技术的优点：配比及制备方法设计合理，采用0.5CuO-0.5B2O3以及V2O5两种材料作为助烧剂，可有效降低烧结温度、增加陶瓷烧结的致密性、减少缺陷，并在一定程度上调节材料的谐振频率温度系数；Q×f值达到14457～30500GHz，谐振频率温度系数达到2.536～4.355ppm/℃。该陶瓷体系微波介电性能优异，原料无毒且价格低廉，制备工艺简单，具有广泛的应用前景。具体实施方式下面结合实施例和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。一种低烧结温度钡钐钛系微波介质陶瓷，包含摩尔比配比表达式为：Ba7Sm8Ti30O79-aV2O5-b0.5CuO-0.5B2O3的原料，其中1％≤a≤2％，0.5％≤b≤1％。低烧结温度钡钐钛系微波介质陶瓷的制备方法，包括以下工艺步骤：1)先将BaCO3、Sm2O3、TiO2按照化学式Ba7Sm8Ti30O79配料，混合后充分球磨，球磨后烘干、过筛放入刚玉坩埚中，然后在1100～1180℃下保温预烧3～5h，得到粉料样品A；2)将CuO、B2O3按摩尔比1:1配制0.5CuO-0.5B2O3，混合后充分球磨，球磨后烘干、过筛，得到粉料样品B；3)将上述步骤1)和2)中的样品A、样品B与V2O5混合配料，样品A、样品B和V2O5按照表达式Ba7Sm8Ti30O79-aV2O5-b0.5CuO-0.5B2O3的摩尔比配料，其中1％≤a≤2％，0.5％≤b≤1％，然后充分球磨，球磨后烘干、造粒、过筛；4)将步骤3)过筛后的颗粒压制成直径10mm、高度6mm的圆柱体，然后在900～1350℃下烧结4h成瓷，即可得低烧结温度钡钐钛系微波介质陶瓷。实施例设置不含有0.5CuO-0.5B2O3及V2O5的对比例，以及含有不同浓度V2O5、或含有不同浓度V2O5和0.5CuO-0.5B2O3的12个实施例，分别测得其烧结温度、介电常数、品质因数和谐振频率温度系数。最优配比值为实施例10～12，因为可以把烧结温度降低至1000°以下，并且温度系数也降低到3ppm以内。以上所述的仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低烧结温度钡钐钛系微波介质陶瓷，其特征是包含摩尔比配比表达式为：Ba

【技术特征摘要】
1.一种低烧结温度钡钐钛系微波介质陶瓷，其特征是包含摩尔比配比表达式为：Ba7Sm8Ti30O79-aV2O5-b0.5CuO-0.5B2O3的原料，其中1％≤a≤2％，0.5％≤b≤1％。


2.如权利要求1所述的一种低烧结温度钡钐钛系微波介质陶瓷，其特征是a＝1.4％，0.8％≤b≤1％。


3.一种低烧结温度钡钐钛系微波介质陶瓷的制备方法，其特征是包括以下工艺步骤：
1)先将BaCO3、Sm2O3、TiO2按照化学式Ba7Sm8Ti30O79配料，混合后充分球磨，球磨后烘干、过筛放入刚玉坩埚中，然后保温预烧，得到粉料样品A；
2)将CuO、B2O3按摩尔比1:1配制0.5CuO-0.5B2O3，混合后充分球磨，球磨后烘干、过筛，得到粉料样品B；
3)将上述步骤1)和2)中的样品A、样品B与V2O5混合配料，样品A、样品B和V2O5按照表达式Ba7Sm8Ti30O7...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉岸，王晓慧，金镇龙，
申请(专利权)人：无锡鑫圣慧龙纳米陶瓷技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32