一种低损耗微波介质陶瓷及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种低损耗微波介质陶瓷及其制备方法，属于电子陶瓷技术领域。本发明专利技术提供的低损耗微波介质陶瓷组成表达式为ZnTi1‑

【技术实现步骤摘要】
一种低损耗微波介质陶瓷及其制备方法


[0001]本专利技术涉及电子陶瓷
，特别涉及一种低损耗微波介质陶瓷及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着5G基站的大量部署，5G基站天线从4G时代的4、8通道逐步升级为32、64通道。由于每一通道均需要一套完整的射频单元对上、下行信号进行接收与发送，并由相应滤波器进行信号处理，对介质滤波器、介质谐振器等无源器件的需求量大幅增加，但系统功耗问题日益突出。由于在系统总功耗中，无源器件占比可达40％以上，而无源器件的低损耗化可归结于低损耗微波介质陶瓷的设计开发。因此，降低微波介质陶瓷材料的损耗是解决功耗问题的有效途径之一。
[0003]对于微波介质陶瓷而言，在谐振频率变化不大的前提下，低介电损耗代表着高的Qf值。本专利技术采用固相反应法，通过调控原料配比，制备出低损耗ZnTi1‑
x
Sc
x
Nb2O8微波介质陶瓷，并测试了其微波介电性能。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术目的在于提供一种低损耗微波介质陶瓷及其制备方法，本专利技术提供的低损耗微波介质陶瓷具有高的Qf值即低的介电损耗。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案：一种低损耗微波介质陶瓷，其组成表达式为ZnTi1‑
x
Sc
x
Nb2O8，式中x为0.05
‑
0.15，优选为0.05、0.1、0.15。
[0006]本专利技术还提供了上述技术方案所述低损耗微波介质陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
[0007]1)将ZnO、TiO2、Sc2O3、Nb2O5按照化学方程式ZnTi1‑
x
Sc
x
Nb2O8称量所需原料，将所称取的物料混合后球磨、烘干、粉碎、过筛，然后进行预烧结，初步合成ZnTi1‑
x
Sc
x
Nb2O8微波介质陶瓷粉体；
[0008]2)将步骤1)所得粉体加入聚乙烯醇后进行球磨、烘干、粉碎、过筛，使用电动压片机压制成圆柱形陶瓷生坯；
[0009]3)将步骤2)所得陶瓷生坯1120
‑
1160℃烧结4
‑
8h，得到低损耗微波介质陶瓷。在一些实施案例中，所述烧结温度为1140℃。
[0010]优选地，步骤1)所述球磨还包括加入氧化锆球和去离子水进行球磨；所述球磨转速为400转/min，球磨时间为5
‑
8h。
[0011]优选地，步骤1)所述烘干温度为100℃；所述过筛为过40目筛。
[0012]优选地，步骤1)所述预烧结温度为900℃，预烧结时间为4
‑
6h。
[0013]优选地，步骤2)所述聚乙烯醇的加入量为粉体质量的1wt％
‑
3wt％。
[0014]优选地，步骤2)所述球磨时间为10
‑
12h。
[0015]优选地，步骤2)所述过筛为过80目筛。
[0016]优选地，步骤2)所述陶瓷生坯直径为10mm，厚度为5mm。
[0017]有益技术效果：
[0018]本专利技术提供了一种低损耗微波介质陶瓷及其制备方法，本专利技术采用固相反应法，通过调控原料配比制备了低损耗微波介质陶瓷，其组成表达式为ZnTi1‑
x
Sc
x
Nb2O8，式中x为0.05
‑
0.15，本专利技术提供的低损耗微波介质陶瓷介电损耗低，即具有高的Qf值。
附图说明
[0019]图1为实施例1所得ZnTi
0.95
Sc
0.05
Nb2O8微波介质陶瓷的XRD衍射图。
具体实施方式
[0020]为了更好地理解本专利技术，下面结合实施例进一步阐明本专利技术的内容，但本专利技术的内容不仅仅局限于下面的实施例。
[0021]实施例1
[0022]1)将ZnO、TiO2、Sc2O3、Nb2O5按化学计量式ZnTi
0.95
Sc
0.05
Nb2O8进行配料，粉料配比为：ZnO 1.1443g、TiO
2 1.0768g、Sc2O
3 0.0245g、Nb2O
5 3.7816g，将粉料放入聚酯罐中，加入300ml去离子水、60g锆球后，使用行星式球磨机球磨8小时，转速为400转/分，单向运行，将球磨后的浆料转移至干燥箱中，于100℃烘干、粉碎后过40目筛，将过筛后的粉料放入烧结炉中，于900℃预烧结，保温6小时；
[0023]2)在步骤1预烧后的粉料中加入2wt％的聚乙烯醇，混合后放入球磨罐中，加入氧化锆球和去离子水，球磨12小时，烘干、粉碎后过80目筛，再用电动压片机以2MPa的压力压制成圆柱生坯；
[0024]3)将生坯在1140℃烧结，保温6小时，制成ZnTi
0.95
Sc
0.05
Nb2O8微波介质陶瓷。
[0025]将所得ZnTi
0.95
Sc
0.05
Nb2O8微波介质陶瓷进行XRD表征，由图1可以看出，经过X射线粉末衍射分析，陶瓷的物相组成为典型的锰钽矿结构，与标准卡片PDF48
‑
0323相匹配。除此之外并未发现其他多余衍射峰，说明Sc2O3的引入未使物相组成发生改变。
[0026]实施例2
[0027]同实施例1，区别在于将ZnO、TiO2、Sc2O3、Nb2O5按化学计量式ZnTi
0.9
Sc
0.1
Nb2O8进行配料。
[0028]实施例3
[0029]同实施例1，区别在于将ZnO、TiO2、Sc2O3、Nb2O5按化学计量式ZnTi
0.85
Sc
0.15
Nb2O8进行配料。
[0030]对比例1
[0031]同实施例1，区别在于将ZnO、TiO2、Nb2O5按化学计量式ZnTiNb2O8进行配料，烧结温度为1140℃。
[0032]将实施例1
‑
3与对比例1的微波介质陶瓷通过网络分析仪测试所得制品的微波介电性能，测试结果如表1所示。
[0033]表1实施例1
‑
3和对比例1的微波介电性能
[0034][0035]由表1可知，相较于对比例1的微波介质陶瓷，本专利技术实施例1
‑
3的微波介质陶瓷具有更为优异的微波介电性能，具有高的Qf值即低介电损耗。其中，实施例1的微波介质陶瓷的Qf值最高，即介电损耗最低。
[0036]以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本专利技术的保护范围。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低损耗微波介质陶瓷，其特征在于，其组成表达式为ZnTi1‑
x
Sc
x
Nb2O8，式中x为0.05
‑
0.15。2.根据权利要求1所述的低损耗微波介质陶瓷，其特征在于，所述组成表达式中，x为0.05、0.1或0.15。3.权利要求1
‑
2任一项所述低损耗微波介质陶瓷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将ZnO、TiO2、Sc2O3、Nb2O5按照化学方程式ZnTi1‑
x
Sc
x
Nb2O8称量所需原料，将所称取的物料混合后球磨、烘干、粉碎、过筛，然后进行预烧结，初步合成ZnTi1‑
x
Sc
x
Nb2O8微波介质陶瓷粉体；2)将步骤1)所得粉体加入聚乙烯醇后进行球磨、烘干、粉碎、过筛，使用电动压片机压制成圆柱形陶瓷生坯；3)将步骤2)所得陶瓷生坯1120
‑
1...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢孟江，李小珍，杨圆圆，樊庆阳，钱江，邢孟道，
申请(专利权)人：嵊州剡溪协同创新研究院，
类型：发明
国别省市：