一种微波介质材料ErVO4及其制备方法技术

本发明专利技术属于电子陶瓷及其制造领域，提供一种微波介质材料ErVO4及其制备方法。所述微波介质材料的化学式为ErVO4，晶相为ErVO4，晶体结构为四方锆石结构。在1100～1250℃烧结拥有优良的微波介电性能：介电常数ε

【技术实现步骤摘要】
一种微波介质材料ErVO4及其制备方法


[0001]本专利技术属于电子陶瓷及其制造领域，涉及一种微波介质材料ErVO4及其制备方法。

技术介绍

[0002]微波介质材料可用于制造滤波器、谐振器、介质天线等微波器件，被广泛应用于5G通信、GPS导航、雷达等领域。钒酸盐微波介质材料普遍具有较低的烧结温度、优良的微波介电性能，近年来受到人们的高度关注。在“Nanocrystalline ErVO4:synthesis,characterization,optical and photocatalytic properties,J.Mater.Sci.:Mater.Electron.28(2017)8446
‑
8451”中，Abedini研究了ErVO4光催化性能，ErVO4在紫外光照射下对甲基橙进行了光催化降解。在“ErVO
4 materials gas sensor for TEA detection with fast response/recovery time,Mater.Lett.314(2022)131899”中，Yang等人研究了ErVO4作为气体传感器的快速响应/恢复时间。但是，在微波介质材料领域尚未有人对ErVO4进行研究和报道。
[0003]基于此，本专利技术提供一种微波介质材料ErVO4及其制备方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供了一种微波介质材料ErVO4及其制备方法。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]一种微波介质材料，其特征在于，所述微波介质材料的化学式为ErVO4。
[0007]进一步的，所述微波介质材料的晶相为ErVO4，其晶体结构为四方锆石结构。
[0008]进一步的，所述微波介质材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0009]步骤1：按照ErVO4的摩尔比，以分析纯Er2O3、V2O5为原料进行配料；
[0010]步骤2：以去离子水和锆球为球磨介质，将混合料在尼龙罐中球磨6～7小时，球磨后出料置于110℃烘箱中干燥；
[0011]步骤3：对干燥料进行过筛，然后置于坩埚中在800℃预烧3～4小时，得到预烧料；
[0012]步骤4：以去离子水和锆球为球磨介质，将预烧料在尼龙罐中球磨4～6小时，球磨后出料置于110℃烘箱中干燥；
[0013]步骤5：将干燥料与聚乙烯醇(PVA)溶液混合、造粒，在10～20MPa干压得到生坯；
[0014]步骤6：将生坯在1100～1250℃烧结5～6小时，得到所述微波介质材料。
[0015]本专利技术的有益效果在于：
[0016]本专利技术提供一种微波介质材料ErVO4，在1100～1250℃烧结拥有优良的微波介电性能：介电常数ε
r
为11.42～12.03、Q
×
f值20268～25549GHz、谐振频率温度系数τ
f
为
‑
67.49～
‑
46.35ppm/℃。
[0017]本专利技术提供一种微波介质材料ErVO4，为单一晶相ErVO4，晶体结构为四方锆石结构；Q
×
f值与堆积分数和晶粒尺寸密切相关，在1150℃烧结的ErVO4晶粒尺寸均匀性好，堆积分数高，此时Q
×
f值最高；谐振频率温度系数τ
f
与V
‑
O键、Er
‑
O键的键价密切相关，在1200
℃烧结的ErVO
4 V
‑
O键、Er
‑
O键的键价最大，此时τ
f
最小，稳定性最佳。
附图说明
[0018]图1为实施例3制备的微波介质材料ErVO4的XRD图。
[0019]图2为实施例3制备的微波介质材料ErVO4的SEM图。
具体实施方案
[0020]下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步详细说明。
[0021]本专利技术提供4个实施例，每个实施例的微波介质材料配方为ErVO4，烧结温度为1100～1250℃，均采用以下方法进行制备：
[0022]步骤1：按照ErVO4的摩尔比，以分析纯Er2O3、V2O5为原料进行配料；
[0023]步骤2：以去离子水和锆球为球磨介质，将混合料在尼龙罐中球磨6～7小时，球磨后出料置于110℃烘箱中干燥；
[0024]步骤3：对干燥料进行过筛，然后置于坩埚中在800℃预烧3～4小时，得到预烧料；
[0025]步骤4：以去离子水和锆球为球磨介质，将预烧料在尼龙罐中球磨4～6小时，球磨后出料置于110℃烘箱中干燥；
[0026]步骤5：将干燥料与聚乙烯醇(PVA)溶液混合、造粒，在10～20MPa干压得到生坯；
[0027]步骤6：将生坯在1100～1250℃烧结5～6小时，得到所述微波介质材料。
[0028]以上4个实施例的具体工艺参数及微波介电性能如下表所示：编号烧结温度(℃)烧结时间(h)ε
r
Q
×
f值(GHz)τ
f
(ppm/℃)实施例11100511.4221883
‑
67.49实施例21150512.0325549
‑
52.89实施例31200511.5424216
‑
46.35实施例41250511.6120268
‑
50.35
[0029]由上表可见，本专利技术提供一种微波介质材料ErVO4，在1100～1250℃烧结拥有优良的微波介电性能：介电常数ε
r
为11.42～12.03、Q
×
f值20268～25549GHz、谐振频率温度系数τ
f
为
‑
67.49～
‑
46.35ppm/℃。
[0030]由图1可见，实施例2制备的微波介质材料ErVO4的XRD图，与四方锆石结构ErV O4的衍射花样完全匹配，表明是纯相ErVO4。如图2所示，实施例2制备的微波介质材料ErV O4的SEM图，在1150℃烧结时，晶粒排列致密，晶粒尺寸均匀，Q
×
f值最优。
[0031]以上所述，仅为本专利技术的具体实施方式，本说明书中所公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换；所公开的所有特征、或所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以任何方式组合。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微波介质材料，其特征在于，所述微波介质材料的化学式为ErVO4。2.按权利要求1所述微波介质材料，其特征在于，所述微波介质材料的晶相为ErVO4，其晶体结构为四方锆石结构。3.按权利要求1所述微波介质材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：按照ErVO4的摩尔比，以分析纯Er2O3、V2O5为原料进行配料；步骤2：以去离子水和锆球为球磨介质，将混合料在尼龙罐中球磨6～7小时...

【专利技术属性】
技术研发人员：李波，杨瑞佳，陈丽，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：