一种τf可调高Q值微波介质材料制造技术

本发明专利技术提供一种τf可调高Q值微波介质材料，其组成式为:(Cax,La1-X)(TiX,Al1-X)O3，x=0.6-0.8；其制备方法为：将原料混合，至少两种或两种以上，研磨、干燥并煅烧；将煅烧后的粉末或其余组成分一起混合、研磨、干燥、再煅烧等工艺,因此获得微波介质材料；优点是：τf可调以满足某些滤波器和双工器苛刻的要求；可以制造高稳定性微波器件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微波介质材料、制备方法及用途，特别涉及ー种可调的高Q值微波介质材料。
技术介绍
微波介质陶瓷是应用于微波频段(300MHz 300GHz)电路中完成对电磁波的传输、反射、吸收从而达到对微波的调制作用的电介质材料，是近二十多年来发展起来的ー种新型功能陶瓷材料。它作为谐振器、滤波器、双エ器、具介质波导回路等微波元器件的关键材料，已广泛应用于微波通信、卫星通信、移动通信、电子対抗、机载及电子对抗设备中，是当前电介质材料研究的主流之一。现代通信技术对微波器件的要求是尺寸尽可能小、损耗尽可能低、温度稳定性尽可能好。为了达到这些要求应具备(I)在微波频段下，要具有较大的相对介电常数 er; (2)在微波频段下，要具有较大的品质因数Q; (3)良好的温度稳定特性，趋近于零的谐振频率温度系数T f。特别是微波器件的频率温度系数T f，T f主要是由线性膨胀系数a和介电常数温度系数T E引起的。它们之间满足= -(a + T J2), a 一般在6 10ppm/°C之间。微波器件一般都是以微波介质材料的某种振动模式的谐振频率作为其中心频率，若T f过大，则器件的中心频率将随温度的变化而产生大的漂移，从而使器件无法稳定地工作。在某些应用场合，会遇到对Tf要求十分严格的情况，如通信系统中的信道滤波器、新一代移动通信的双エ器和滤波器，以及某些特殊场合的双エ器和滤波器。因此，这种滤波器可以用温度稳定性好的介质谐振腔滤波器来实现。介质谐振腔滤波器也有频率随温度变化而偏移的特性，这决定于微波介质材料的频率温度系数Tf,通过调整微波介质材料获得不同的频率温度系数Tf，从而达到控制介质谐振腔频率温度特性的目的，获得频率温度系数接近零的滤波器和双エ器。例如，用铝エ艺所做的同轴谐振腔的双エ器和滤波器，腔体用铝或用其它金属材料来制造吋，其腔体的T f负值，为获得接近零频率温度系数，谐振腔内的介质材料必须具有正的T {值，才能控制介质谐振腔滤波器和双エ器Tf，满足某些苛刻的要求。近零的谐振频率温度系数是微波介质材料研究者最为关心的微波介电性能之一。对频率温度系数可调性的研究探索使得许多新微波介质材料体系得以开发。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供ー种T f可调高Q值微波介质材料。本专利技术的
技术实现思路
是ー种T f可调高Q值微波介质材料，其组成式为:(Cax, La^x) (Tix, Al卜x) O3, x=0. 6-0. 8。原料为粒径为50-200nm 的 CaCO3 0. 6-0. 8 摩尔、粒径为 IO-IOOnm 的 La2O3O. 6-0. 8摩尔、粒径为IO-IOOnm的TiO2 0. 1-0. 2摩尔、粒径为IO-IOOnm的Al2O3O. 1-0. 2摩尔，纯度均在99. 9%以上。其制备方法包括如下步骤1)将原料混合，至少两种或两种以上，研磨、干燥并煅烧；2)将煅烧后的粉末或其余组成分一起混合、研磨、干燥、再煅烧等エ艺，因此获得微波介质材料。煅烧温度为1150°C -1250°C，煅烧的最高温度保持4-8小吋。所述微波介质材料，加入聚こ烯醇水溶液混合、造粒、压制、烧结获得微波介质陶瓷。所述微波介质陶瓷在1350_1450°C烧结，并且在烧结的最高温度保持4_6小吋。所述微波介质陶瓷，其介电常数在40-50之间，品质因素Q*f值在35000-65000之间，且频率温度系数てf在-6ppm/°C +7ppm/°C之间，可调。 反应过程简化如下CaCO3 + TiO2 — CaTiO3 + CO2.La203 + Al2O3 — 2 La AlO3;CaTiO3 + La AlO3 — (Ca，La) (Ti, Al) O3. 为确保CaTi03、La AlO3晶相材料合成完全并具有高活性，采用的CaC03、La203、TiO2,Al2O3原料颗粒尺寸达到纳米级并均勻。为确保(Ca，La)(Ti, Al) O3 材料的高 Qf 值，采用的 CaC03、La203、Ti02、Al203 原料纯度必须在99. 9%以上。本专利技术的有益效果是てf可调以满足某些滤波器和双エ器苛刻的要求；可以制造高稳定性微波器件。该主晶相材料制作微波介质陶瓷，广泛应用于各种介质谐振器、滤波器、双エ器等微波器件的制造，满足了移动通信、卫星通信、雷达、全球卫星定位导航系统等领域的高技术、高稳定、高精度需求。具体实施例方式Tf可调以满足某些滤波器和双エ器苛刻的要求。本专利技术提供的一种微波介质材料，其组成式为(Cax, La1J (Tix, Al1J O3, x=0. 6-0. 8，以高纯纳米 CaC03、La203、Ti02、Al203为原料。首先，采用球磨设备将原料预混合，然后采用高能砂磨设备进行分散及研磨，然后经干燥、煅烧合成相应的主晶相材料。然后，混合相应的主晶相材料，经研磨、喷雾造粒获得微波介质材料。均匀混合原材料，选择固相法エ艺，化学反应过程中，预先合成CaTiO3.LaAlO3晶相材料，然后，高温形成(Cax, La1J (Tix, Al1JO3固溶体。下面是对ー种T f可调高Q值微波介质材料的检测、评价进行说明。首先，将微波介质材料压制成一定规格的圆柱，然后在1350_1450°C烧结获得微波介质陶瓷，按如下方法进行检測、评价。采用SEM扫描电镜，随机拍片4000倍，使用圆周_直径法測量照片上的晶粒尺寸，所有测量晶粒尺寸总数对测量晶粒数量总数的比值，即得平均晶粒尺寸。采用网络分析仪及谐振腔体法，测试介质的谐振频率f、空载Q值，并通过软件计算获得介质的介电常数。采用绝缘电阻仪，测试介质的绝缘电阻并通过计算获得介质的体积电阻率。采用网络分析仪及谐振腔体法，测试介质的谐振频率f、有载Q值，并通过计算获得品质因素Qf值。采用网络分析仪及谐振腔体法，测试介质在-40°C、25°C、85°C的谐振频率，计算相对25°C时振频率的变化率。该微波介质材料广泛应用于各种介质谐振器、滤波器、双エ器等微波器件的制造，满足了移动通信、卫星通信、雷达、全球卫星定位导航系统等领域的高技术、高稳定、高精度需求。下面详细说明本专利技术微波介质材料。首先，选择CaCO3原料的纯度为99. 95%、粒度为lOOnm，TiO2原料的纯度为99. 95%、粒度为50nm，La2O3原料的纯度为99. 9%、粒度为50nm，Al2O3原料的纯度为99. 9%、粒度为50nm，按组成式(CaxlLa1-X) (Ti50Al1-X)O3，其中X=O. 60-0. 80，选择不同的配比，如表I所示，预先合成CaTi03、LaAlO3晶相材料，然后，混合相应的主晶相材料，经研磨、喷雾造粒 获得微波介质材料。表I、原料配比权利要求1.一种Tf可调高Q值微波介质材料，其特征在于其组成式为(Cax，Lai_x) (TixjAl1^x)O3 x=0. 6-0. 8。2.根据权利要求I所述的一种Tf可调高Q值微波介质材料，其特征在于原料为粒径为50-200nm的CaCO3 0. 6-0. 8摩尔、粒径为IO-IOOnm的La2O3O. 6-0. 8摩尔、粒径为IO-IOOnm 的 TiO2 0. 1-0. 2 摩尔、粒径为 IO-IOOnm 的 Al2O3O. 1-0. 2 摩尔，纯度均在 9本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种τf可调高Q值微波介质材料,其特征在于其组成式为:(Cax,La1？X)(TiX,Al1？X)O3，x=0.6？0.8。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：司留启，张兵，张曦，
申请(专利权)人：山东国瓷功能材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：