一种微波介质陶瓷及其制备方法技术

本申请提供一种微波介质陶瓷及其制备方法。微波介质陶瓷包括主相陶瓷和助烧剂，所述主相陶瓷为(1

【技术实现步骤摘要】
一种微波介质陶瓷及其制备方法


[0001]本专利技术涉及陶瓷材料
，特别涉及一种微波介质陶瓷及其制备方法。

技术介绍

[0002]微波介质陶瓷在微波通信技术中被广泛用于制作谐振器、滤波器、介质天线、微波基板等电子元器件。在不同的使用环境、不同的用途条件下，所需要的微波介电陶瓷材料的性能也不同。在300MHz～300GHz频段电路中，微波介质陶瓷材料可用作介质天线、介质滤波器、移相器等微波器件，在此条件下要求使用的微波介质陶瓷材料，具有较高的介电常数以减小微波器件的尺寸，具有较高的Q*f值以减少能量损失，具有趋近于零的谐振频率温度系数以适用于恶劣的环境中。但一般情况下，介电常数与Q*f值呈负相关，很难同时获得具有高介电常数和高Q*f值的微波介质陶瓷材料。由于中介电常数的微波介质陶瓷的介电常数在30～70之间，因此，中介电常数的微波介质陶瓷材料常被选择作为移动通信器件材料。
[0003]中介电常数的微波介质陶瓷材料获得好评的种类很多，其中ALa4Ti4O
15
(A＝Ba,Sr,Ca)比较受关注，BaLa4Ti4O
15
、CaLa4Ti4O
15
、SrLa4Ti4O
15
三种陶瓷的介电常数介于40～45之间，但这三种陶瓷的合成温度均在1550℃以上。现有技术中降低BaLa4Ti4O
15
的烧结温度的方法，比如，加入0.1wt％的低熔点助烧剂H3BO3，可以使BaLa4Ti4O
15
的烧结温度降低到1375℃，此时，BaLa4Ti4O
15
的介电常数为43.2，Q*f值为31705GHz，但H3BO3在制备流延浆料时，容易导致浆料过稠而无法延流。
[0004]虽然BaLa4Ti4O
15
陶瓷具有优良的介电常数和介电损耗，但其谐振频率温度系数的绝对值较高，烧结温度较高，烧结方式复杂，烧结时间较长。因此，有必要提出一种微波介质陶瓷及其制备方法。

技术实现思路

[0005]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种微波介质陶瓷及其制备方法，用于解决现有技术中BaLa4Ti4O
15
陶瓷烧结温度较高、烧结方式复杂、烧结时间较长、以及谐振频率温度系数的绝对值较高的问题。
[0006]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种微波介质陶瓷，该微波介质陶瓷包括主相陶瓷和助烧剂，所述主相陶瓷为(1
‑
x
‑
y)BaLa4Ti4O
15
，所述助烧剂包括xMnO2、y(Bi
0.5
Na
0.5
)TiO3中的至少一种，其中0≤x≤2wt％，0≤y≤3wt％。
[0007]可选地，所述微波介质陶瓷包括(1
‑
x
‑
y)BaLa4Ti4O
15
、xMnO2和y(Bi
0.5
Na
0.5
)TiO3，其中0＜x≤2wt％，0＜y≤3wt％。
[0008]可选地，所述微波介质陶瓷的介电常数为38.82～48.56，介电损耗为1.58
×
10
‑4～13.33
×
10
‑4，谐振频率温度系数为
‑
6.17ppm/℃～17.11ppm/℃，Q*f为3525.88～29671.71GHz。
[0009]本申请还提供一种微波介质陶瓷的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
[0010]将主相陶瓷粉体和助烧剂粉体混合，球磨，烘干，得到混合烘干粉体；
[0011]在所述混合烘干粉体中加入粘结剂，造粒，压制成混合物颗粒坯体；
[0012]对所述混合物颗粒坯体排胶、烧结，得到所述微波介质陶瓷；
[0013]其中，所述主相陶瓷粉体为(1
‑
x
‑
y)BaLa4Ti4O
15
，所述助烧剂粉体包括xMnO2粉体、y(Bi
0.5
Na
0.5
)TiO3粉体中的至少一种，0≤x≤2wt％，0≤y≤3wt％。
[0014]可选地，所述助烧剂粉体包括xMnO2粉体和y(Bi
0.5
Na
0.5
)TiO3粉体，其中，0＜x≤2wt％，0＜y≤3wt％。
[0015]可选地，对所述混合物颗粒坯体排胶、烧结的具体步骤包括：将所述混合物颗粒坯体在温度550～650℃，保温1～3小时后，继续升温至1200℃～1450℃，保温3～5小时，得到所述微波介质陶瓷。
[0016]可选地，在所述混合烘干粉体中加入粘结剂，加入所述粘结剂的质量占所述混合烘干粉体总质量的3～15％。
[0017]可选地，所述主相陶瓷粉体的制备方法包括：按照组分摩尔比混合后，球磨、烘干、过筛，在1100～1300℃烧制2～4小时，再经球磨、烘干，得到主相陶瓷粉体；所述主相陶瓷粉体包括BaCO3、La2O3和TiO2，所述BaCO3、La2O3和TiO2的摩尔比为1：2：4。
[0018]可选地，所述(Bi
0.5
Na
0.5
)TiO3粉体的制备方法包括：按照组分摩尔比混合后，球磨、烘干、过筛，在800～950℃烧制2～4小时，再经球磨、烘干，得到(Bi
0.5
Na
0.5
)TiO3粉体；所述(Bi
0.5
Na
0.5
)TiO3粉体包括Na2CO3、Bi2O3和TiO2，所述Na2CO3、Bi2O3和TiO2的摩尔比为1：1：2。
[0019]如上所述，本申请的一种微波介质陶瓷及其制备方法，具有以下有益效果：
[0020]本申请提供的微波介质陶瓷，使用的原材料价格低廉，且原材料的制备工艺简单；微波介质陶瓷具有优良的介电性能，介电常数在38.82～48.56之间可调，介电损耗为1.58
×
10
‑4～13.33
×
10
‑4，谐振频率温度系数为
‑
6.17ppm/℃～17.11ppm/℃，Q*f为3525.88～29671.71GHz。同时，本申请提供的微波介质陶瓷的制备方法中，微波介质陶瓷的烧结温度为1200℃～1450℃，有效降低了BaLa4Ti4O
15
陶瓷的烧结温度，有利于节能环保。
具体实施方式
[0021]下面结合具体实施例进一步阐述本申请，应理解，这些实施例仅用于说明本申请而不用于限制本申请的保护范围。
[0022]以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。本发申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发申本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微波介质陶瓷，其特征在于，包括主相陶瓷和助烧剂，所述主相陶瓷为(1
‑
x
‑
y)BaLa4Ti4O
15
，所述助烧剂包括xMnO2、y(Bi
0.5
Na
0.5
)TiO3中的至少一种，其中0≤x≤2wt％，0≤y≤3wt％。2.根据权利要求1所述的微波介质陶瓷，其特征在于，所述微波介质陶瓷包括(1
‑
x
‑
y)BaLa4Ti4O
15
、xMnO2和y(Bi
0.5
Na
0.5
)TiO3，其中0＜x≤2wt％，0＜y≤3wt％。3.根据权利要求1或2所述的微波介质陶瓷，其特征在于，所述微波介质陶瓷的介电常数为38.82～48.56，介电损耗为1.58
×
10
‑4～13.33
×
10
‑4，谐振频率温度系数为
‑
6.17～17.11ppm/℃，Q*f为3525.88～29671.71GHz。4.一种微波介质陶瓷的制备方法，其特征在于，所述微波介质陶瓷的制备方法包括：将主相陶瓷粉体和助烧剂粉体混合，球磨，烘干，得到混合烘干粉体；在所述混合烘干粉体中加入粘结剂，造粒，压制成混合物颗粒坯体；对所述混合物颗粒坯体排胶、烧结，得到所述微波介质陶瓷；其中，所述主相陶瓷粉体为(1
‑
x
‑
y)BaLa4Ti4O
15
，所述助烧剂粉体包括xMnO2粉体、y(Bi
0.5
Na
0.5
...

【专利技术属性】
技术研发人员：上官端丹，兰开东，李自豪，
申请(专利权)人：上海晶材新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：