一种Ca-Sm-Al-Ti基微波介质陶瓷材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种用Ca

【技术实现步骤摘要】
一种Ca
‑
Sm
‑
Al
‑
Ti基微波介质陶瓷材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及电子信息功能材料领域，具体涉及一种Ca
‑
Sm
‑
Al
‑
Ti基微波介质陶瓷材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]微波介质陶瓷材料作为一种新型电子功能材料，它具有高Qf值(低介电损耗)、高介电常数εr及频率温度系数τ
f
稳定等特点，是介质谐振器、滤波器、振荡器、双工器、天线、介质基板等在内的新型微波电路和器件的核心基础材料，在现代微波通信和卫星导航系统和设备中有广泛的应用。近年来，由于微波技术设备向小型化、集成化、低功耗，尤其是向民用的大批量、低价格化迅速发展，目前己经开发出一大批适用于各个微波频段的微波介质陶瓷材料。由于不同地域，不同使用场景的环境温度跨度较大，高密度的集成与小空间范围的热量散发能力有限，加上微波器件本身发热，需解决宽温度范围内整机稳定性问题，从而对微波介质陶瓷材料的频率温度系数提出了更高的要求，频率温度系数τ
f
<
±
3ppm/℃。
[0003]介电常数在20左右的超低损耗微波介质陶瓷(εr＝18～22，Qf>60000GHz，
[0004]τ
f
<
±
5ppm/℃)在移动数据通信、卫星通信以及其他微波通信中重要器件有着重要的地位，现在已有的低损耗微波介质陶瓷主要有：1)Ba(Mg
1/3
Ta
2/3
)O3(εr＝25，Qf>250000GHz，τ
f
<5ppm/℃)基陶瓷；2)Ba(Zn
1/3
Ta
2/3
)O3(εr＝29，Q＝15,000at 11GHz，τ
f
<5ppm/℃)基陶瓷；3)MgTiO3‑
CaTiO3(εr≈21，Q≈8000at 7GHz，andτ
f
≈0ppm/℃陶瓷；4)LaAlO3(εr＝23，Qf＝68000GHz，τ
f
＝
‑
44ppm/℃)。这些材料属于典型的钙钛矿结构。但是Ba(Mg
1/3
Ta
2/3
)O3与Ba(Zn
1/3
Ta
2/3
)O3存在烧结温度高、制备条件苛刻及原材料昂贵的问题，LaAlO3存在烧结温度高和温度系数偏高，而MgTiO3‑
CaTiO3具有介电损耗，频率温度系数较大的问题，所以，寻找具有优异的微波介电性能的新体系已经成了一项重要的课题。具有K2NiF4结构的MRAlO4(M＝Sr，Ca；R＝La，Y，Nd，Sm)具有良好的微波介电性能，另外，MRAlO4微波介质陶瓷和Ba(Mg
1/3
Ta
2/3
)O3，Ba(Zn
1/3
Ta
2/3
)O3，和Ba(Zn
1/3
Nd
2/3
)O3相比较，不含Ta和Nd等贵重的原材料，成本优势明显，从而引起了极大的关注。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种宽温度范围内，超低频率温度系数的微波介质陶瓷材料及其制备方法，以解决目前的介电常数25左右的微波介质陶瓷材料频率温度系数较大、性能可靠性差的问题。具有高Qf值，超低频率温度系数，介电常数可调节的Ca
‑
Sm
‑
Al
‑
Ti基微波介质材料，适用于制作现代通信技术中的介质滤波器，介质谐振器，介质天线等微波通信元器件。
[0006]本专利技术采用的技术方案是：
[0007]一种Ca
‑
Sm
‑
Al
‑
Ti基微波介质陶瓷材料，原料按照重量百分比计包括：碳酸钙29～39％，氧化钐33～46％，氧化铝13～20％，二氧化钛3～10％，氧化锌0.5～1％，碳酸锂0.15～0.5％，二氧化锆0.05～0.3％，二氧化硅0.1～0.5％，碳酸锰0.08～0.20％。
[0008]作为最佳优选配方，原料按照重量比计包括：碳酸钙36.32％，氧化钐42.76％，氧化铝15.26％，二氧化钛4.32％，氧化锌0.76％，碳酸锂0.25％，二氧化锆0.15％，二氧化硅0.1％，碳酸锰0.08％。
[0009]本专利技术的另一目的是提供了一种微球解堵剂的制备方法，该制备方法包括：按照质量百分比将含有表面活性剂、增溶剂、稳定剂的原料与水混合，即得所述解堵剂。
[0010]本专利技术的另一目的是提供一种Ca
‑
Sm
‑
Al
‑
Ti基微波介质陶瓷材料的制备方法，包括如下步骤：
[0011]步骤1：配料
[0012]按照原料配方称取各个原材料后混合得到混合料；
[0013]步骤2：混料
[0014]将步骤1的混合料置于行球磨机中进行湿法球磨，得到泥浆状原料；
[0015]步骤3：烘干
[0016]将泥浆状原料进行烘干，将烘干的原料经过造粒后压制成圆柱形料块；
[0017]步骤4：预烧
[0018]将得到的料块置于高温隧道烧结炉中进行预烧；
[0019]步骤5：球磨
[0020]将预烧过的粉料置于球磨机中进行湿法球磨，得到浆料；
[0021]步骤6：砂磨
[0022]将浆料打入砂磨机搅拌罐进行砂磨；
[0023]步骤7：喷雾造粒
[0024]在砂磨好的浆料加入粘合剂，混合均匀后进行喷雾造粒；
[0025]步骤8：将粉料压制成生坯；
[0026]步骤9：烧结
[0027]将生坯于高温箱式烧结炉按照设定的温度曲线进行烧结，得到微波介质陶瓷材料。
[0028]作为上述技术方案的进一步优化，步骤2中将混合料、球磨珠、去离子水按照1∶2.0∶2.0的质量比置于行球磨机中进行湿法球磨，球磨时间为10h，得到泥浆状原料。
[0029]作为上述技术方案的进一步优化，步骤3的具体操作：将泥浆状原料置于150℃
‑
200℃恒温箱中进行烘干，将烘干的原料经过造粒后压制成直径80mm、厚度40mm的圆柱形料块。
[0030]作为上述技术方案的进一步优化，步骤4的预烧温度为1280
±
10℃，预烧时间为4小时。
[0031]作为上述技术方案的进一步优化，步骤5的球磨时间为10h。
[0032]作为上述技术方案的进一步优化，步骤6的砂磨时间为10h。
[0033]作为上述技术方案的进一步优化，步骤7的具体操作：在砂磨好的浆料中加入浓度为10％的聚乙烯醇溶液，加入的粘合剂的重量是浆料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Ca
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Sm
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Al
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Ti基微波介质陶瓷材料，原料按照重量百分比计包括：碳酸钙29～39％，氧化钐33～46％，氧化铝13～20％，二氧化钛3～10％，氧化锌0.5～1％，碳酸锂0.15～0.5％，二氧化锆0.05～0.3％，二氧化硅0.1～0.5％，碳酸锰0.08～0.20％。2.根据权利要求1所述的一种Ca
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Sm
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Al
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Ti基微波介质陶瓷材料，其特征在于，原料按照重量百分比计包括：碳酸钙36.32％，氧化钐42.76％，氧化铝15.26％，二氧化钛4.32％，氧化锌0.76％，碳酸锂0.25％，二氧化锆0.15％，二氧化硅0.1％，碳酸锰0.08％。3.根据权利要求1或2所述的一种Ca
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Sm
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Al
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Ti基微波介质陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：配料按照原料配方称取各个原材料后混合得到混合料；步骤2：混料将步骤1的混合料置于行球磨机中进行湿法球磨，得到泥浆状原料；步骤3：烘干将泥浆状原料进行烘干，将烘干的原料经过造粒后压制成圆柱形料块；步骤4：预烧将得到的料块置于高温隧道烧结炉中进行预烧；步骤5：球磨将预烧过的粉料置于球磨机中进行湿法球磨，得到浆料；步骤6：砂磨将浆料打入砂磨机搅拌罐进行砂磨；步骤7：喷雾造粒在砂磨好的浆料加入粘合剂，混合均匀后进行喷雾造粒；步骤8：将粉料压制成生坯；步骤9：烧结将生坯于高温箱式烧结炉按照设定的温度曲线进行烧结，得到微波介质陶瓷材料。4.根据权利要求3所述的一种Ca
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Sm
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Al
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Ti基微波介质陶瓷材料的制备方法，其特征在于，步骤2中将混合料、球磨珠、去离子水按照1∶2.0∶2.0的质量比置于行球磨机中进行湿法球磨，球磨时间为10h，得到泥浆状原料。5.根据权利要求3所述的一种Ca
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Sm
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Al...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱红松，梁红卫，马永香，韩阿敏，姚飞，黄庚辛，
申请(专利权)人：陕西华星电子开发有限公司，
类型：发明
国别省市：