一种(ZrSnZnNb)TiO4微波陶瓷介质材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种（ＺｒＳｎＺｎＮｂ）ＴｉＯ↓［４］微波陶瓷介质材料及其制备方法，由主晶相，改性添加剂、烧结助熔剂组成，所述的主晶相结构式（ＺｒＳｎ↓［（０～１／６）ｘ］（Ｚｎ↓［（０～１／３）］Ｎｂ↓［（０－２／３）］）↓［１－ｘ］ＴｉＯ↓［４］（０．４≤Ｘ≤０．６），所述的改性添加剂是Ｎｉ↓［２］Ｏ↓［３］、ＭｎＯ、ＳｒＯ中的一种或几种；所述的烧结助熔剂是Ｂ↓［２］Ｏ↓［３］、ＳｉＯ↓［２］、ＺｎＯ、Ｌｉ↓［２］Ｏ中的一种或几种。采用了快速预烧固相法工艺所得的微波介质陶瓷材料具备材料均一、粒度分布均匀、分散性高、成型工艺好、高品质因子的特点，且符合环保要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微波陶瓷介质材料及其制备方法，尤其涉及一种应用于微 波元件的微波陶瓷介质材料及其制备方法。
技术介绍
微波介质材料是近30多年来迅速发展起来的新功能电子材料，是微波 谐振器、滤波器、微波天线以及双工器等微波元件的关键材料，在移动通 信、卫星通信、全球卫星定位系统(GPS)、无线接入、无线局域网(WLA) 以及蓝牙技术等现代微波通信技术中有着十分重要的应用。而小型化、高 频化、集成化、低成本及环保低辐射等，是微波介质材料未来的发展方向。 目前，国内使用的高性能微波介质材料大部分从国外进口，材料价格昂贵。 低性能微波介质材料制造的微波元件，在低功率环境时，元件发热正常； 而在高功率环境时，元件发热过高，导致元件无法正常使用。这是因为损 耗过高，元件Qf值低造成。另外，若微波陶瓷介质材料中含铅Pb、镉Cd、 汞Hg、铬Cr+6等不利于环保的有害元素，阻碍微波介质材料及其元器件的 行业发展。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种材料均一、粒度分布均匀、分散 性高、成型工艺好、高品质因子，环保的微波陶瓷介质材料；本专利技术解决 的另一技术问题是提供上述微波陶瓷介质材料的制备方法。本专利技术要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的 一种(ZrSnZnNb) Ti04微波陶瓷介质材料，由主晶相，改性添加剂、烧结助熔剂组成，所述的主晶相结构式(ZrSn (0 1/6) )x (Zn (0 1/3) Nb (0-2/3) )hTi04 (0. 4《X《0. 6)，所 述的改性添加剂是Ni203、 MnO、 SrO中的一种或几种；所述的烧结助熔剂是 B203、 Si02、 ZnO、 20中的一种或几种，主晶相稳定且高活性。进一步，在上述按(ZrSnZnNb) 丁104微波陶瓷介质材料中，按摩尔份计， 主晶相(ZrSn h (Zn (0 1/3) Nb (0-2/3) )hTi04 90 95mo1。/。、改性添加剂l 6.5mol%、烧结助熔剂1.5 9mol%。再进一步按摩尔份计，所述的改性添 加剂组成是狙203 1 5 mol%、 Mn0 0 lmol%、 Sr0 0 0. 5 mol%。按摩尔 份计，烧结助熔剂组成是BA 0 lmol%， Si02l 5mol%、 ZnO 0. 5 3mol0/o 、 Li20 0 lmol%o上述微波陶瓷介质材料具备材料均一、粒度分布均匀、分散性高、成 型工艺好、高品质因子的特性，该微波介质材料不含铅Pb、镉Cd)、汞Hg、 铬Cr+6等不利于环保的有害元素，符合环保要求。由这种微波陶瓷介质材 料制备各种形状微波元器件，该元器件的瓷体晶粒生长均匀、致密、无杂 质和少缺陷。该类元件应用于几个到几十个GHz微波区域，由于微波介质 材料介电常数在38 45系列化，温度系数t f等于零或接近于零，其品质因 素Qf高，其微波元器件在高功率条件下发热低，可正常使用。本专利技术要解决的另一技术问题是通过以下技术方案实现的本专利技术中 涉及到的微波介质材料与现有的生产技术相比，生产工艺过程基本相同， 主要区别是采用了快速预烧固相法工艺，获得细晶化主晶相材料，且主晶 相稳定且高活性。即将微波陶瓷介质材料放入微波烧结窑或高温遂道长炉 中由室温升温到高温区温度，再在高温区保温，最后降温到室温,所述的升 温过程是3 5小时，所述的保温过程是2.5 5小时，所述的室温是20土 20°C，所述的高温区温度是1070士50。C。与传统固相法工艺相比，快速预烧过程时间縮短15小时以内，且所得 产品颗粒均匀、细晶化，且节约能源。具体实施例方式本专利技术的主旨是调节微波陶瓷介质材料的组成和配比，利用快速预烧固 相法工艺，得到一种材料均一、粒度分布均匀、分散性高、成型工艺好、高 品质因子，环保的微波陶瓷介质材料。该材料特别适用于微波介质元件的制 备。下面结合实施例对本专利技术的内容作进一步详述，实施例中所提及的内容 并非对本专利技术的限定，材料配方选择可因地制宜。首先，简述本专利技术材料配方的基本方案 一种(ZrSnZnNb) Ti04微波陶 瓷介质材料，由主晶相，改性添加剂、烧结助熔剂组成，所述的主晶相结 构式(ZrSn )x (Zn Nb (0-2/3) )xTi04 (0.4《X《0.6)，所述的改性 添加剂是Ni203、 MnO、 SrO中的一种或几种；所述的烧结助熔剂是B203、 Si02、 ZnO、 Li20中的一种或几种。实施例一种(ZrSnZnNb) TiO,微波陶瓷介质材料的制备方法，将表1的l 10号配方的微波陶瓷介质材料放入微波烧结窑或高温遂道长炉中由室温升 温到高温区温度，再在高温区保温，最后降温到室温，所述的升温过程是3 5小时，所述的保温过程是2.5 5小时，所述的室温是20士2(TC，所述的 高温区温度是1070士5(TC。得到的材料均一、粒度分布均匀、分散性高、 成型工艺好、高品质因子，环保的微波介质材料，其性能测试参数如表2 的材料1 10所示。表1: (ZrSnZnNb)Ti04微波陶瓷介质材料组成<table>complex table see original document page 5</column></row><table><table>complex table see original document page 6</column></row><table>表2: (ZrSnZnNb)Ti04微波陶瓷介质材料性能<table>complex table see original document page 6</column></row><table>本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种（ＺｒＳｎＺｎＮｂ）ＴｉＯ↓［４］微波陶瓷介质材料，由主晶相，改性添加剂、烧结助熔剂组成，所述的主晶相结构式（ＺｒＳｎ↓［（０～１／６）］）↓［ｘ］（Ｚｎ↓［（０～１／３）］Ｎｂ↓［（０－２／３）］）↓［１－ｘ］ＴｉＯ↓［４］（０．４≤Ｘ≤０．６），所述的改性添加剂是Ｎｉ↓［２］Ｏ↓［３］、ＭｎＯ、ＳｒＯ中的一种或几种；所述的烧结助熔剂是Ｂ↓［２］Ｏ↓［３］、ＳｉＯ↓［２］、ＺｎＯ、Ｌｉ↓［２］Ｏ中的一种或几种。

【技术特征摘要】
1、一种(ZrSnZnNb)TiO4微波陶瓷介质材料，由主晶相，改性添加剂、烧结助熔剂组成，所述的主晶相结构式(ZrSn(0～1/6))x(Zn (0～1/3)Nb(0-2/3))1-x TiO4(0.4≤X≤0.6)，所述的改性添加剂是Ni2O3、MnO、SrO中的一种或几种；所述的烧结助熔剂是B2O3、SiO2、ZnO、Li2O中的一种或几种。2、 根据权利要求1所述的微波陶瓷介质材料，其特征在于按摩尔 份计，主晶相(ZrSn(o~i/6)) x (Zn(o i/3) Nb (0-2/3) )卜xTi04 90 95mol%、改性添 加剂1 6. 5mol%、烧结助熔剂1. 5 9mol%。3、 根据权利要求2所述的微波陶瓷介质材料，其特征在于按摩尔 份计，所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋永生，魏汉光，莫方策，王孝国，郭精华，陈兆勇，
申请(专利权)人：广东风华高新科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：44[中国|广东]