高品质因数的微波陶瓷介质及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种高品质因数的微波陶瓷介质，主要包括（Ｚｒ，Ｓｎ）ＴｉＯ＃－［４］，其特征在于，外加添加剂包括ＺｎＯ和ＭｏＯ＃－［３］或ＺｎＯ、ＭｏＯ＃－［３］和Ｖ＃－［２］Ｏ＃－［５］。其制造方法为，以（Ｚｒ＃－［１－Ｘ］Ｓｎ＃－［Ｘ］）ＴｉＯ＃－［４］组成配比为主要成分，其中Ｘ＝０．１－０．５，外加添加剂后，将原料经湿磨混合，烘干制成混合粉料，于１０００－１２００℃煅烧，再经球磨粉碎后加入ＰＶＡ水溶液，压制成型，于１２５０－１４００℃烧成。本发明专利技术可广泛用于各种介质谐振器、滤波器等微波器件的制造，可满足移动通信、电缆电视、卫星通信等系统应用的技术需要。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于以成分为特征的陶瓷组合物，更确切地说，是关于一种以钛酸盐为基料的陶瓷组合物。
技术介绍
随着移动通讯、电缆电视、卫星通信系统的迅速发展，对介质基片、介质天线、谐振器、滤波器等微波陶瓷器件的需求量日益增大。(Zr，Sn)TiO4材料是一种性能优异的钛酸盐微波陶瓷，它的介电常数适中，品质因数Q值高，温度稳定性好，主要用于4-8GHz的微波范围。自问世以来，解决了窄带谐振器的频率漂移问题，后来更是广泛用于制作各种介质谐振器和滤波器。(Zr，Sn)TiO4系陶瓷主要通过固相反应方法制备，该方法工艺简单，易于工业化生产，材料性能稳定。但是纯(Zr，Sn)TiO4陶瓷很难充分致密化，若无烧结助剂，烧结温度高达1700℃。一些研究者考察了Cu、Fe、La、Ni、Cd、Zn等离子对(Zr，Sn)TiO4陶瓷显微结构和介电性能的影响，并尝试采用溶胶-凝胶法、共沉淀法、水热合成法等新工艺制备粉料。如《美国陶瓷协会》杂志(the Journal of America Ceramic Society)在1985年5月的一篇文章《低温烧结(Zr，Sn)TiO4粉末的制备与介电性能》[Preparationand Dielectric properties of Low-temperature-sinterable(Zr0.8，Sn0.2)TiO4Powder]中报道采用化学纯度的ZrOCL2·8H2O、TiCl、SnO2利用共沉淀法制备(Zr0.8，Sn0.2)TiO4粉末，900℃予烧2小时后，添加3mol％的Zn(NO3)2或ZnO作助剂，在1200℃-1400℃下烧结。取得结果ετ＝40.9，Qf(GHz)＝49000，τf＝-2×10-6/K。目前(Zr，Sn)TiO4陶瓷仍存在的主要问题是(1)粉末制备方法影响因素较多，产品烧结温度高，难以控制，制备周期长，操作复杂。(2)某些添加剂的降温效果不明显，或影响材料的介电性能及性能稳定。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种在降低烧结温度的同时，工艺简单，成本较低，具有高品质因数且温度稳定性好的微波介质陶瓷。本专利技术通过下列方案予以实现。本专利技术的高品质因数的微波陶瓷介质，主要包括(Zr，Sn)TiO4，其特征在于，外加添加剂包括ZnO和MoO3。所述的外加添加剂的重量百分比含量为ZnO 0.1-6％，MoO30.1-3.0％。所述的外加添加剂包括ZnO、MoO3和V2O5。所述的外加添加剂的重量百分比含量为ZnO 0.1-6％，MoO30.1-3.0％，V2O50.5-1.5％。本专利技术的高品质因数的微波陶瓷介质的制造方法，其特征在于，以(Zr1-XSnX)TiO4组成配比为主成分，其中X＝0.1-0.5，外加添加剂后，将原料经湿磨混合，烘干制成混合粉料，于1000-1200℃煅烧，再经球磨粉碎后加入PVA水溶液，压制成型，于1250-1400℃烧成，制成微波陶瓷介质。所述的煅烧时间为2-4小时。所述的烧成时间为2-4小时。所述的压制成型的成型压力为200-300Mpa。所述的PVA水溶液为7％PVA的水溶液，外加重量百分比含量为14-28％。本专利技术的有益效果是在降低了瓷料烧结温度的同时，简化了工艺，降低了成本，提高了陶瓷介质的品质因数，并且增加了陶瓷介质的温度稳定性。具体实施例方式本专利技术是对传统固相反应法进行改进，采用ZnO、MoO3、V2O5及其复合添加的方法，在降低烧结温度的同时，制的高品质因数和温度稳定性好的微波介质陶瓷。本专利技术选用化学纯的TiO2、SnO2、ZrO2原料，以(Zr1-XSnX)TiO4组成配比为主要成分，其中X＝0.1-0.5，添加0.1-6.0wt％的ZnO、0.1-3.0的wt％的MoO3，或0.1-6.0wt％的ZnO、0.1-3.0的wt％的MoO3、0.5-1.5的wt％V2O5。添加剂也可采用WO3、CuO、MgO，湿磨混料，烘干后制成混合粉料；粉料于1000-1200℃煅烧，2-4小时；再经球磨粉碎后加入7％PVA水溶液14-28％，造粒，于200-300MPa压制成型；于1250-1400℃烧成，2-4小时，制成微波陶瓷介质。可用于制造厘米波段的介质滤波器等具体实施例如下 合成温度 1100℃，3小时。7％ PVA水溶液19g。成型压力 250Mpa烧成温度 1300℃，3小时。本专利技术于10Ghz下的介电性能检测结果 本专利技术可广泛用于各种介质谐振器、滤波器等微波器件的制造，可满足移动通信、电缆电视、卫星通信等系统应用的技术需要。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高品质因数的微波陶瓷介质，主要包括Ｚｒ↓［１－ｘ］Ｓｎ↓［ｘ］ＴｉＯ↓［４］，其特征在于，外加添加剂包括ＺｎＯ和ＭｏＯ↓［３］。

【技术特征摘要】
1.一种高品质因数的微波陶瓷介质，主要包括Zr1-XSnXTiO4，其特征在于，外加添加剂包括ZnO和MoO3。2.根据权利要求1所述的陶瓷介质，其特征在于，所述的外加添加剂的重量百分比含量为ZnO 0.1-6％，MoO30.1-3.0％。3.根据权利要求1所述的陶瓷介质，其特征在于，所述的外加添加剂包括ZnO、MoO3和V2O5。4.根据权利要求3所述的陶瓷介质，其特征在于，所述的外加添加剂的重量百分比含量为ZnO 0.1-6％，MoO30.1-3.0％，V2O50.5-1.5％。5.一种高品质因数的微波陶瓷介质的制造方法，其特征在于，以Zr1-XTiO4、SnX...

【专利技术属性】
技术研发人员：靳正国，石勇，徐廷献，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]