一种介电陶瓷材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种介电陶瓷材料及其制备方法。本发明专利技术的所述介电陶瓷材料的化学通式为Sr(Nb

【技术实现步骤摘要】
一种介电陶瓷材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及微波介质材料
，尤其涉及一种介电陶瓷材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着通讯技术的发展，5G无线通信网络需要更小的微波器件。当前介电材料的品质因数普遍较低，远未达到5G通信的要求。SrTiO3，作为一种介电陶瓷材料，因其具有高的介电常数和膨胀系数较小而备受关注，但是其Q
×
f值(即Qf值，品质因数Q乘以频率f的数值，约3000GHz)相对较低，仍不能满足更高的微波器件材料要求。故寻找兼具高介电常数的微波介电陶瓷已经成为当务之急。
[0003]同时，钛酸盐材料在高温烧结时容易晶粒增大和发生氧损失，导致部分Ti
4+
被还原为Ti
3+
，造成介电损耗的增大。因为谐振频率温度系数越低表明器件的温度稳定性越好，较高的品质因数表明电磁波在谐振器中传输损耗的能量较少，所以为了满足更高的通讯材料的标准，需要介电陶瓷材料还具有较低的谐振频率温度系数和较高的品质因数，以及良好的稳定性。
[0004]因此，亟需开发一种Qf值高、介电常数高、稳定性良好、成本低且制备简单的介质陶瓷材料。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的之一在于提供一种介电陶瓷材料。
[0006]本专利技术的目的之二在于提供上述介电陶瓷材料的制备方法。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案是：
[0008]本专利技术提供一种介电陶瓷材料，所述介电陶瓷材料的化学通式为Sr(Nb
2/3
Mg
1/3
)
x
Ti1‑
x
O3，其中0.05＜x＜0.8。
[0009]优选地，所述介电陶瓷材料的化学通式为Sr(Nb
2/3
Mg
1/3
)
x
Ti1‑
x
O3，其中0.1≤x≤0.6。
[0010]进一步优选地，所述介电陶瓷材料的化学通式为Sr(Nb
2/3
Mg
1/3
)
x
Ti1‑
x
O3，其中0.2≤x≤0.5。
[0011]优选地，所述介电陶瓷材料的主晶相为SrTiO3。
[0012]优选地，所述介电陶瓷材料为ABO3型的钙钛矿结构，所述介电陶瓷材料中的Nb和Mg是以B位掺杂的形式进入主晶相中的。
[0013]优选地，所述介质陶瓷材料中的晶粒颗粒为立方结构。
[0014]优选地，所述晶粒颗粒尺寸小于3μm。
[0015]进一步优选地，所述晶粒颗粒尺寸为0.3μm～2μm。
[0016]优选地，所述介质陶瓷材料的谐振频率温度系数为+75ppm/℃～+909ppm/℃。
[0017]优选地，所述介质陶瓷材料的Qf值为4285GHz～18615GHz。
[0018]进一步优选地，所述介质陶瓷材料的Qf值为4287GHz～18610GHz。
[0019]优选地，所述介质陶瓷材料的介电常数为35～155。
[0020]进一步优选地，所述介质陶瓷材料的介电常数为35.5～153.8。
[0021]本专利技术还提供上述介电陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：
[0022]1)将锶前驱体、钛前驱体、铌前驱体和镁前驱体球磨混合，再进行煅烧，制得介电材料；
[0023]2)将步骤1)中的介电材料和粘结剂混合后进行造粒，得到介电颗粒材料；
[0024]3)将步骤2)中的介电颗粒材料加入到模具压制成坯体；
[0025]4)将步骤3)中的坯体进行预烧结、烧结，制得介电陶瓷材料。
[0026]优选地，步骤1)所述介电材料为立方钙钛矿结构。
[0027]优选地，步骤1)所述锶前驱体为SrO、Sr(OH)2、SrCO3中的一种或多种。
[0028]进一步优选地，步骤1)所述锶前驱体为SrCO3。
[0029]优选地，步骤1)所述钛前驱体为TiO2、Ti(OH)4中的一种或多种。
[0030]进一步优选地，步骤1)所述钛前驱体为TiO2。
[0031]优选地，步骤1)所述铌前驱体为Nb2O5。
[0032]优选地，步骤1)所述镁前驱体为MgO、Mg(OH)2、MgCO3中的一种或多种。
[0033]进一步优选地，步骤1)所述镁前驱体为MgO。
[0034]优选地，步骤1)所述铌前驱体与所述锶前驱体的摩尔比为0.05:1～0.7:1。
[0035]优选地，步骤1)所述镁前驱体与所述锶前驱体的摩尔比为0.05:1～0.7:1。
[0036]优选地，步骤1)所述钛前驱体与所述锶前驱体的摩尔比为0.2:1～0.95:1。
[0037]进一步优选地，步骤1)所述钛前驱体与所述锶前驱体的摩尔比为0.4:1～0.9:1。
[0038]优选地，步骤1)所述球磨在加入水和锆球、300～800转/分的条件下运行2～12h。
[0039]优选地，所述水和所述锶前驱体的质量比为1:5～1:10。
[0040]进一步优选地，步骤1)所述球磨在加入水和锆球、400～600转/分的条件下运行3h～6h。
[0041]优选地，步骤1)还包括干燥和过筛。
[0042]优选地，所述过筛中筛的规格为40目～60目。
[0043]优选地，所述干燥温度为100℃～120℃。
[0044]优选地，步骤1)所述煅烧的温度为950℃～1150℃。
[0045]进一步优选地，步骤1)所述煅烧的温度为1100℃。
[0046]优选地，步骤1)所述煅烧的时间为2h～5h。
[0047]进一步优选地，步骤1)所述煅烧的时间为2.5h。
[0048]优选地，步骤2)所述粘结剂为聚乙烯醇。
[0049]进一步优选地，步骤2)所述粘结剂为10wt％的聚乙烯醇。
[0050]优选地，步骤2)还包括干燥和过筛。
[0051]优选地，所述过筛中的筛子规格为80目～100目。
[0052]优选地，步骤3)所述压制采用压片机。
[0053]优选的，步骤3)所述压制的压力为4MPa～8MPa。
[0054]优选地，步骤3)所述坯体的厚度为3mm～12mm。
[0055]优选地，步骤1)所述煅烧、步骤4)所述预烧结和烧结的气氛均为空气。
[0056]优选地，步骤4)所述预烧结的温度为400℃～700℃，所述烧结的温度为1300℃～1500℃。
[0057]进一步优选地，步骤4)所述预烧结的温度为500℃～600℃，所述烧结的温度为1400℃～1450℃。
[0058]优选地，步骤4)所述预烧结的时间为2h～3h，所述烧结的时间为3h～5h。
[0059]本专利技术的有益效果是：
[0060]本专利技术提供的介电陶瓷材料不仅本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种介电陶瓷材料，其特征在于，所述介电陶瓷材料的化学通式为Sr(Nb
2/3
Mg
1/3
)
x
Ti1‑
x
O3，其中0.05＜x＜0.8。2.根据权利要求1所述介电陶瓷材料，其特征在于：所述介电陶瓷材料的化学通式为Sr(Nb
2/3
Mg
1/3
)
x
Ti1‑
x
O3，其中0.1≤x≤0.6。3.根据权利要求1或2所述介电陶瓷材料，其特征在于：所述介质陶瓷材料中的晶粒颗粒为立方结构，所述晶粒颗粒尺寸小于3μm。4.根据权利要求1或2所述介电陶瓷材料，其特征在于：所述介电陶瓷材料的主晶相为SrTiO3。5.根据权利要求4所述介电陶瓷材料，其特征在于，所述介电陶瓷材料为ABO3型的钙钛矿结构，所述介电陶瓷材料中的Nb和Mg是以B位掺杂的形式进入主晶相中的。6.权利要求1～5中任意一项所述介电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将锶前驱体、钛...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕明，赖秋坛，蒋存涛，邹易霖，彭诚，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：