本发明专利技术涉及陶瓷介质材料技术领域，特别涉及一种新型低介电镓、锗基高品质因数微波介质材料及制备方法，通过将Ga2O3、GeO2、MgO按照配比进行一次称量球磨混合，干燥、烧结得到预烧陶瓷粉，再投入球磨机，进行二次球磨，将二次球磨后的陶瓷粉进行造粒，压制成圆柱状生坯，最后生坯排胶烧结而成。与现有技术相比，本发明专利技术制得的新型低介电镓、锗基高品质因数微波介质材料不仅具有介电常数，并且具有高品质因素，可以用于滤波器、谐振器、介质天线等不同器件中，并保证器件的稳定性，具有广阔的市场前景。具有广阔的市场前景。具有广阔的市场前景。
【技术实现步骤摘要】
一种新型低介电镓、锗基高品质因数微波介质材料及制备方法
[0001]本专利技术涉及陶瓷介质材料
，特别涉及一种新型低介电镓、锗基高品质因数微波介质材料的制备方法。
技术介绍
[0002]微波介质陶瓷指的是应用在微波频段(300MHz～300GHz)电路中完成特定功能的陶瓷材料。微波介质陶瓷材料作为滤波器、谐振器、介质天线等器件的关键材料，具有合适的介电常数(ε
r
)以满足不同的使用场合，高的品质因数(Q
×
f)以减小器件的插值损耗和近零的谐振频率温度系数(τ
f
)保证器件的稳定性。
[0003]然而，随着5G/6G通讯技术的发展，信号传输的速率大幅度增加，根据可以知道信号传输速率与介电常数成反比，这就要求陶瓷材料具有较低的介电常数保证传输速率，此外还需要较高的品质因数减小器件的插值损耗。为此开发低介电常数和高品质因数的微波介质材料已经是一个必然趋势。
[0004]目前较多的低介电常数微波介质陶瓷材料常见于Si基、Ga基、Ge基材料中，但是这些材料普遍存在品质因数较低的情况，例如LiYbSiO4微波介电性能为ε
r
＝7.4，Q
×
f＝25276GHz，Li2GeO3微波介电性能为ε
r
＝6.36，Q
×
f＝29000GHz，CaLaGaO4微波介电性能为ε
r
＝11.23，Q
×
f＝63900GHz。因此，迫切需要开发一种低介电常数、高品质因数的微波介电陶瓷材料。
技术实现思路
[0005]针对以上述
技术介绍
的不足，本专利技术提供一种新型低介电镓、锗基高品质因数微波介质材料的制备方法，解决了现有镓、锗基陶瓷材料品质因数较低的问题。
[0006]一方面，本专利技术提供一种新型低介电镓、锗基高品质因数微波介质材料的制备方法，关键在于，包括以下步骤：
[0007]S1.将高纯度的Ga2O3、GeO2、MgO按比例混合后，投入球磨机进行一次球磨；
[0008]S2.将S1的球磨混合料干燥、烧结得到预烧陶瓷粉；
[0009]S3.将S2的预烧陶瓷粉投入球磨机，进行二次球磨；
[0010]S4.将S3的球磨混合料干燥、造粒得到粒径为80～120目的陶瓷粉；
[0011]S5.将S4的陶瓷粉制胚、烧结，得到成品。
[0012]优选的，S1中，按其分子式Mg2Ga4GeO
10
进行称量配料。
[0013]优选的，S2和S3的球磨条件为：原料、磨球与球磨介质的质量比为1：5：1.4，其中球磨介质为质量比为6:4的无水乙醇和去离子水；球磨时间为10
‑
14h。
[0014]优选的，S2中的预烧条件为：在1100℃下，空气氛围中烧结4h。
[0015]优选的，S4中，造粒条件为加入聚乙烯醇水溶液造粒，造粒后陶瓷粉过80～120目
的筛网进行筛选。
[0016]优选的，所述聚乙烯醇水溶液包括以下组分：8～17％wt的聚乙烯醇、0.2％wt的柠檬酸、余量水。
[0017]优选的，S5中，制胚条件为：在200Mpa压力下，压成直径为15mm，高8mm圆柱生坯块。
[0018]优选的，S5中，烧结条件为：以0.5℃/min的速度升温至700℃，保温3小时，随后再以2℃/min速率升温至1100℃，再以5℃/min速率升温至1280～1360℃，保温4小时，随后以3℃/min降温至1000℃，在以5℃/min降温至700℃，后随炉冷却至室温。
[0019]另一方面，本专利技术提供由上述方案制得的一种新型低介电镓、锗基高品质因数微波介质材料，关键在于：该材料的介电常数ε为9.33～9.84，品质因数Q
×
f值为150000～190000GHz。
[0020]有益效果：与现有技术相比，采用本专利技术制得的新型低介电镓、锗基高品质因数微波介质材料不仅具有介电常数，并且具有高品质因素，可以用于滤波器、谐振器、介质天线等不同器件中，并保证器件的稳定性，具有广阔的市场前景。
[0021]说明书附图
[0022]图1为本专利技术介质材料的扫描电镜图。
具体实施方式
[0023]为使本领域技术人员更好的理解本专利技术的技术方案，下面结合具体实施方式对本专利技术作详细说明。
[0024]实施例1低介电镓、锗基高品质因数微波介质材料的制备
[0025](1)将Ga2O3、GeO2、MgO，采用固相合成法按其分子式Mg2Ga4GeO
10
进行称量配料；
[0026](2)把步骤(1)中称量好的原料、玛瑙磨球、无水乙醇和去离子水的混合液，其中无水乙醇：去离子水＝6:4，按照1:5:1.4的质量比放置于玛瑙球磨罐中，球磨混合12小时，将得到的浆料烘干并过筛；
[0027](3)将步骤(2)得到粉在空气中以1100℃烧结温度下预烧4小时；
[0028](4)将步骤(3)得到的粉、玛瑙磨球、无水乙醇和去离子水的混合液，按照1:5:1.4的质量比进行球磨混合12小时，后干燥并过120目筛网，其中，无水乙醇：去离子水＝6:4；
[0029](5)将步骤(4)得到的粉加入聚乙烯醇水溶液进行造粒，混合均匀后先过80目筛网、后过120目筛网得到均匀的粉料；其中聚乙烯醇水溶液包括以下组分：8～17％wt的聚乙烯醇、0.2％wt的柠檬酸、余量水；
[0030](6)将步骤(5)得到的粉料通过干压成型在200MPa的压力下得到直径为15mm，高度为8mm的圆柱。
[0031](7)将步骤(6)得到的圆柱放在坩埚上，再将坩埚放入烧结炉内，以0.5℃/min的速度升温至700℃，保温3小时，以排除聚乙烯醇，随后再以2℃/min速率升温至1100℃，再以5℃/min速率升温至1280℃，保温4小时，随后以3℃/min降温至1000℃，在以5℃/min降温至700℃，后随炉冷却至室温，得到成瓷的微波介质材料。
[0032]性能测试：介电常数为9.33、品质因数为151023GHz。
[0033]实施例2低介电镓、锗基高品质因数微波介质材料的制备
[0034](1)将Ga2O3、GeO2、MgO，采用固相合成法按其分子式Mg2Ga4GeO
10
进行称量配料；
[0035](2)把步骤(1)中称量好的原料、玛瑙磨球、无水乙醇和去离子水的混合液，其中无水乙醇：去离子水＝6:4，按照1:5:1.4的质量比放置于玛瑙球磨罐中，球磨混合12小时，将得到的浆料烘干并过筛；
[0036](3)将步骤(2)得到粉在空气中以1100℃烧结温度下预烧4小时；
[0037](4)将步骤(3)得到的粉、玛瑙磨球、无水乙醇和去离子水的混合液，按照1:5:1.4的质量比进行球磨混合12小时，后干燥并过120目筛网，其中，无水乙醇：去离子水＝6:本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种新型低介电镓、锗基高品质因数微波介质材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.将Ga2O3、GeO2、MgO按比例混合后，投入球磨机进行一次球磨；S2.将S1的球磨混合料干燥、烧结得到预烧陶瓷粉；S3.将S2的预烧陶瓷粉投入球磨机，进行二次球磨；S4.将S3的球磨混合料干燥、造粒得到粒径为80～120目的陶瓷粉；S5.将S4的陶瓷粉制胚、烧结，得到成品。2.根据权利要求1所述的一种新型低介电镓、锗基高品质因数微波介质材料的制备方法，其特征在于S1中，按其分子式Mg2Ga4GeO
10
进行称量配料。3.根据权利要求1所述的一种新型低介电镓、锗基高品质因数微波介质材料的制备方法，其特征在于S2和S3的球磨条件为：原料、磨球与球磨介质的质量比为1：5：1.4，其中球磨介质为质量比为6:4的无水乙醇和去离子水；球磨时间为10
‑
14h。4.根据权利要求1所述的一种新型低介电镓、锗基高品质因数微波介质材料的制备方法，其特征在于S2中的预烧条件为：在1100℃下，空气氛围中烧结4h。5.根据权利要求1所述的一种新型低介电镓、锗基高品质因数微波介质材料的制备方法，其特征在于S...
【专利技术属性】
技术研发人员：敖来远，杨俊，陈传庆，应建，彭泽椿，王星，姜滔，
申请(专利权)人：中国振华集团云科电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
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