一种低温烧结的中介电常数微波介质陶瓷及制法，该微波介质陶瓷的化学表达式为xBaO+yNb2O5+aY，其中，57wt%≤x≤60wt%，40wt%≤y≤43wt%，0.2wt%≤a≤1wt%，Y为氧化物型的添加剂。本低温烧结的中介电常数微波介质陶瓷具有较低的烧结温度，较高的品质因数，谐振频率温度系数小且连续可调，能够与金属Ag等进行低温共烧，可广泛应用于滤波器、振荡器、放大器等微波元器件的制造，满足卫星通信、移动通信等系统的技术需求，为中介电常数的低温共烧陶瓷材料提供了新的选择。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于陶瓷材料科学领域，具体涉及一种低温烧结的中介电常数微波介质陶瓷以及该微波介质陶瓷的制备方法。
技术介绍
自20世纪50年代微波通信技术开始实际应用以来，其发展势头十分迅猛，随着全球信息化趋势的加强，移动通讯的快速发展，微波通信设备如电话、卫星电视等的需求越来越大，核心微波元器件的小型化和集成化越来越受到人们的重视，这为微波介质陶瓷材料的快速发展提供了广阔的天地。多层共烧陶瓷技术的发展使得微波元器件的小型化和集成化变为的现实，而诞生了不同介电常数适用于各个波段的微波陶瓷材料。在微波陶瓷材料满足一定的介电特性的基础上，人们努力寻找使得烧结温度降低的方法，烧结温度若能降低到900°C左右，则不但降低生产成本、低碳环保，而且可以实现与铜、银等电极材料的共烧，对于微波器件的小型化和集成化的发展有着重大的意义。目前，中介电常数的微波陶瓷材料体系主要有:BaTi409/Ba2Ti902Q体系、(Zr，Sn)TiO4体系、BiNbO4体系等。近年来Ba5Nb4O15微波陶瓷微波材料由于其优异的性能而受到人们的重视，Vineris报道了 Ba5Nb4O15微波陶瓷微波材料在1400°C烧结的微波性能:相对介电常数er=39.3，品质因数QXf =26337GHz，谐振频率温度系数为Tf= 79.lppm/°C (C.Vineis, P.K.Dabis, T.Negas, and S.Bell, “Microwave Dielectric Properties ofHexagonal Perovskites,，，Mater.Res.Bull., 31 [5] 431-37 (1996))。但是由于其烧结温度过高且谐振频率温度系数过大使得其不能在工业生产中直接应用，国内外的学者也提出了添加助烧剂或者制备复相陶瓷的方法降低Ba5Nb4O15陶瓷的烧结温度和谐振频率温度系数，但是调节范围有限或者不能同时满足低温烧结和保持较高的品质因数。
技术实现思路
鉴于现有微波介质陶瓷存在的烧结温度高、谐振频率温度系数调节范围有限的缺点，本专利技术提供，该微波介质陶瓷的相对介电常数在40左右，并且能够实现低温烧结，并且具有较高的品质因数。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案。一种低温烧结的中介电常数微波介质陶瓷，所述介质陶瓷的化学表达式为xBa0+yNb205+aY,其中，57wt% ^ x ^ 60wt%, 40wt% ^ y ^ 43wt%, 0.2wt% ^ a ^ lwt%, Y为氧化物型的添加剂。进一步地，所述添加剂为B203、V205、CaCO3、CuO中的一种或几种。进一步地，所述微波介质陶瓷相对介电常数L= 39-44，品质因数QXf=10460-27500GHz，谐振频率温度系数 Tf= -28.5 - 55.lppm/。。。一种低温烧结的中介电常数微波介质陶瓷的制备方法，包括以下步骤:I).按照化学表达式xBa0+yNb205+aY计算各组分质量，其中，57wt% ^ x ^ 60wt%,40wt% (3( 43wt%, 0.2wt% < a < lwt%, Y为氧化物型的添加剂，根据BaO质量计算BaCO3质量，选取BaCO3和Nb2O5作为起始原料； 2).将起始原料以去离子水为介质进行混合球磨24-48小时，烘干后过筛，制得粉料； 3).将粉料在800-1000。。预烧2-3小时； 4).将所述添加剂Y加入到预烧后的粉料中，以去离子水为介质混合球磨24-48小时，烘干过筛，得到混合粉末；加入PVB进行造粒 5).加入粘结剂至混合粉末进行造粒，粘结剂的加入量为混合粉末质量的8%-12%，造粒后过40目筛,压制成还体； 6).在250-450°C条件下实施坯体排胶，进而在空气气氛、875-950°C条件下常压烧结2-4小时，即得到上式XBa0+yNb205+aY的微波介质陶瓷。进一步地，所述添加剂为B203、V205、CaCO3、CuO中的一种或几种。进一步地，所述粘结剂为PVB(聚乙烯醇缩丁醛)或PVA(聚乙烯醇)等。进一步地，所述步骤5)中坯体压制成型在100_200MPa的压力下进行。进一步地，所述步骤6)中坯体排胶过程包含:调节升温速率为3_5°C/min，升温至250°C度开始排胶，385-450°C保温充分排胶4-6小时。排胶毕，可选择升温速率3_5°C /min升温至烧结温度875-950°C。进一步地，BaCO3和Nb2O5为电子级。本专利技术低温烧结的中介电常数微波介质陶瓷具有较低的烧结温度，烧结温度在875-950°C之间且结构致密，相对介电常数ε^39-44，具有较高的品质因数(QXf值)，谐振频率温度系数小，能够与金属Ag等进行低温共烧，可广泛应用于滤波器、振荡器、放大器等微波元器件的制造，满足卫星通信、移动通信等系统的技术需求，为中介电常数的低温共烧陶瓷材料的应用提供了新的选择。附图说明图1为本专利技术实施例3在900°C附近烧结的SEM照片。具体实施例方式本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。以下结合具体实施例对本专利技术做详细描述。其中，BaCO3的相对分子量为197.3，BaO的相对分子量为153.3，则按照BaO的质量计算BaCO3的质量方式为=BaCO3的质量=BaO的质量X 197.3/153.3。实施例1 取电子级的734g BaC03、430g Nb2O5作为起始原料，将起始原料以去离子水为介质进行混合球磨24小时，烘干后过筛，制得粉料；将粉料在950°C预烧3小时，取5g B203、3g V2O5作为添加剂加入到预烧后的粉料中，再以去离子水为介质进行球磨30小时，烘干过筛，得到混合粉末；取80g粘结剂PVB加入混合粉末进行造粒，造粒后过40目筛，在100 MPa的压力下压制成坯体； 然后，调节升温速率为4°C /min，升温至250°C度开始对坯体缓慢排胶，425°C保温充分排胶4小时；进而在空气气氛、915°C条件下常压烧结3小时，即得微波介质陶瓷。实施例2 取电子级的740g BaC03、425g Nb2O5作为起始原料，将起始原料以去离子水为介质进行混合球磨30小时，烘干后过筛，制得粉料；将粉料在1000°C预烧2小时，取5g B203、2g CuO作为添加剂加入到预烧后的粉料中，再以去离子水为介质进行球磨24小时，烘干过筛，得到混合粉末；取120g粘结剂PVB对混合粉末进行造粒，造粒后过40目筛，在150 MPa的压力下进行压制成坯体； 然后，调节升温速率为4.5°C /min，升温至250°C度开始对坯体缓慢排胶，450°C保温充分排胶4.5小时；进而在空气气氛、950°C条件下常压烧结2小时，即得微波介质陶瓷。实施例3 取电子级的746g BaC03、420g Nb2O5作为起始原料，将起始原料以去离子水为介质进行混合球磨40小时，烘干后过筛，制得粉料；将粉料在850°C预烧2.5小时，取5g B2O3>3g V2O5作为添加剂加入到预烧后的粉料中，再以去离子水为介质进行球磨48小时，烘干过筛，得到混合粉末；取90本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种低温烧结的中介电常数微波介质陶瓷，其特征在于，所述介质陶瓷的化学表达式为xBaO+yNb2O5+aY，?其中，?57wt%≤x≤60wt%，40wt%≤y≤43wt%，0.2wt%≤a≤1wt%，Y为氧化物型的添加剂。
【技术特征摘要】
1.一种低温烧结的中介电常数微波介质陶瓷，其特征在于，所述介质陶瓷的化学表达式为 xBa0+yNb205+aY,其中，57wt% ^ x ^ 60wt%, 40wt% ^ y ^ 43wt%, 0.2wt% ^ a ^ lwt%,Y为氧化物型的添加剂。2.根据权利要求1所述的微波介质陶瓷，其特征在于，所述添加剂为B203、V205、CaC03、CuO中的一种或几种。3.根据权利要求1或2所述的微波介质陶瓷，其特征在于，所述微波介质陶瓷相对介电常数=39-44，品质因数QXf =10460-27500GHz,谐振频率温度系数Tf= -28.5 -55.1 ppm/°C。4.一种低温烧结的中介电常数微波介质陶瓷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: 1).按照化学表达式xBa0+yNb205+aY计算各组分质量，其中，57wt%^ x ^ 60wt%,40wt% ( γ ( 43wt%, 0.2wt% ^ a ^ lwt%, Y为氧化物型的添加剂，根据BaO质量计算BaCO3质量，选取BaCO3和Nb2O5作为起始原料； 2).将起始原料以去离子水为介质进行混合球磨24-48小时，烘干后过筛，制得粉料； 3).将粉料在800-1000。。预烧2-3小时； 4).将所述添加剂Y加入到预烧后的粉料中，以去离...
【专利技术属性】
技术研发人员：李勃，孟令宝，张晓龙，彭琴梅，宋英翠，周济，李龙土，
申请(专利权)人：清华大学深圳研究生院，
类型：发明
国别省市：
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