一种微波介质陶瓷粉及其制备方法技术

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电子陶瓷材料
，具体涉及。
技术介绍
微波介质陶瓷是指应用于微波频段电路中作为介质材料并完成一种或多种功能的陶瓷，是现代通讯广泛使用的谐振器、滤波器、介质导波回路等微波元器件的关键材料。与金属相比，微波介质材料具有高介电常数、低微波损耗、频率温度系数小等优良性能，能满足微波电路小型化、集成化、高可靠性和低成本的要求。随着移动通信的发展，微波介质陶瓷的研究必将日益受到越来越多的关注。申请号为2010010126637.7的中国专利公开了一种在Li3NbO4中掺杂一定量的MgO和ZnO为研究对象的微波介质陶瓷。研究表明，添加10%质量分数的MgO改性的微波介质陶瓷性能最为优异，介电常数16.25，QXf可达到78646GHz，tf为-34.07ppm/°C。申请号为201010279157.4的 中国专利公开了一种利用Ti凝胶合成锂铌钛微波介质陶瓷粉体的方法。研究表明，其得到的粉体粒径最小可达到200~300nm之间，主晶相为Lil.075^0.625打0.45〇3。钛酸镁是一种性能优异的微波介质材料，但是其频率温度系数较大，对实际的应用产生不良影响。在钛酸镁中添加钛酸钙可以调节钛酸镁的频率温度系数，但是会降低其介电性能。但在上述专利中，介电常数20左右的微波介质瓷粉普遍采用Nb、L1、Ta、Y和W等贵金属元素和稀土元素来保持其介电性能，一方面不利于成本降低，而且其介电性能的改善依然不够显著。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种高介电性能、低成本的微波介质陶瓷粉及其制备方法，本专利技术所提供的微波介质陶瓷粉具有较高的介电常数并且成本较低。本专利技术提供了一种微波介质瓷粉，所述微波介质瓷粉为具有通式(I)表示的原子比组成的化合物，a (MgTiO3) _b (CaAlxTi(1_0.75x)03), (I)；其中，0.88 ≤ a < l，0〈b ≤ 0.12，a+b=l，0.02 ≤ x ≤ 0.04。本专利技术还提供了一种微波介质瓷粉的制备方法，包括以下步骤:A)将Mg (OH) 2和TiO2混合，球磨处理、烘干，得到第一混合物，将所述第一混合物煅烧得到MgTiO3 ；[0011 ] 将A1203、Ca (OH) 2和TiO2混合，球磨处理、烘干，得到第二混合物，将所述第二混合物煅烧得到 CaAlxTi(1_Q.75x)03，其中，0.02 ^ X ^ 0.04 ；B)将步骤A)得到的MgTiO3和CaAlxTi(1_a75x)O3混合，球磨处理、烘干、过筛、造粒、压片、烧结，得到微波介质瓷粉，所述微波介质瓷粉为具有通式(I)表示的原子比组成的化合物，a (MgTiO3)-b (CaAlxTi(1_0.75x)03), (I)；其中，0.88 ≤ a < l，0〈b く 0.12，a+b=l，0.02 ≤ x ≤ 0.04。优选的，步骤B)中，所述MgTiO3和CaAlxTi (1_Q.75x) O3的摩尔比为a:b，其中，0.88 く a〈l，0〈b く 0.12。优选的，制备所述第一混合物的Mg(OH)2和TiO2的摩尔比为(0.9~1.1):(0.9~1.1)。优选的，所述Mg (OH) 2和TiO2的摩尔比为1:1。优选的，制备所述第二混合物的Al2O3' Ca(OH)2和TiO2的摩尔比为(0.015~0.045): (0.95 ~1.05): (0.90 ~1.00)。优选的，所述A1203、Ca(OH)2 和 TiO2 的摩尔比为(0.020 ~0.040):1: (0.97 ~0.985)。优选的，所述煅烧得到MgTiO3的煅烧温度为1100°C~1300°C，煅烧时间为3~5小吋。优选的，所述煅烧得到CaAlxTi(1-0.75x) O3 的煅烧温度为1100°c~1300°C，煅烧时间为3~5小时。优选的，步骤B)中所述烧结温度为1350~1450°C，烧结时间为2~4h。与现有技术相比，本专利技术提供的一种微波介质瓷粉具有通式(I)表示的原子比组成的化合物，a (MgTiO3) -b (CaAlxTidi75x)O3), (I);其中，0.88 ≤ a〈l，0〈b ≤ 0.12，a+b=l，0.02 ^ X ^ 0.04。本专利技术通过Al元素的加入，使Al代替一部分Ti元素形成电子空位来保持和改善掺杂钛酸钙后钛酸镁的性能，不仅大幅度降低所述微波介质瓷粉的成本，而且所述微波介质瓷粉还具有优异的介电性能。结果表明，测定本专利技术所提供的微波介质瓷粉烧结后得到的瓷片的介电常数为20~22.3, QXf ^ 59530GHz, tf为-31~21ppm/°C。【具体实施方式】本专利技术提供了一种微波介质瓷粉，其特征在于，所述微波介质瓷粉为具有通式(I)表示的原子比组成的化合物，a (MgTiO3) _b (CaAlxTi(1_0.75x)03), (I)；其中，0.88 ≤ a < l，0〈b ≤ 0.12，a+b=l，0.02 ≤ x ≤ 0.04。本专利技术还提供了一种微波介质瓷粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:A)将Mg (OH) 2和TiO2混合，球磨处理、烘干，得到第一混合物，将所述第一混合物煅烧得到MgTiO3 ；将A1203、Ca (OH) 2和TiO2混合，球磨处理、烘干，得到第二混合物，将所述第二混合物煅烧得到?8六1；11(1_(|.75!￡)03，其中，0.02 ^ X ^ 0.04 ；B)将步骤A)得到的MgTiO3和CaAlxTi(1_Q.75x)O3混合，球磨处理、烘干、过筛、造粒、压片、烧结，得到微波介质瓷粉，所述微波介质瓷粉为具有通式(I)表示的原子比组成的化合物，a (MgTiO3) _b (CaAlxTi(1_0.75x)03), (I)；其中，0.88 ≤ a < l，0〈b ≤ 0.12，a+b=l，0.02 ≤ x ≤ 0.04。本专利技术将Mg (OH) 2和TiO2混合，球磨处理、烘干，得到第一混合物，将所述第一混合物煅烧得到MgTiO3。在本专利技术中，对所述Mg (OH) 2和TiO2进行球磨处理的方式并无特殊限制，本领域技术人员熟知的球磨处理方式即可。优选按照如下方法进行球磨处理:将Mg(0H)2、TiO2、去离子水与氧化错微球混合，以300~400r/min的转速球磨处理10~16h。其中，所述Mg(OH) 2和TiO2的摩尔比优选为(0.9~1.1): (0.9~1.1)，更优选为1:1。Mg(OH)2与TiO2的混合物与去离子水、氧化锆微球的质量比优选为1:0.5:2。将Mg (OH) 2和TiO2混合进行球磨处理后，将球磨处理的浆料烘干，所述烘干的温度优选为105~120°C，更优选为110~115°C。烘干结束后得到第一混合物，将所述第一混合物进行煅烧，得到MgTi03。其中，所述煅烧温度优选为1100°C~1300°C，更优选为1150~1250°C，所述煅烧的时间优选为3~5小时，更优选为3.5~4.5小时。本专利技术将A1203、Ca(OH)2和TiO2混合，球磨处理、烘干，得到第二混合物，将所述第二混合物煅烧得到 CaAlxTi(1_0.75x)03，其中，0.02本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微波介质瓷粉，其特征在于，所述微波介质瓷粉为具有通式(I)表示的原子比组成的化合物，a（MgTiO3）?b（CaAlxTi(1?0.75x)O3），（I）；其中，0.88≤a＜1，0

【技术特征摘要】
1.一种微波介质瓷粉，其特征在于，所述微波介质瓷粉为具有通式(I)表示的原子比组成的化合物，a (MgTiO3)-b (CaAlxTi(卜。.75x)03)，(I);其中，0.88 ≤ a < l，0〈b ≤ 0.12，a+b=l，0.02 ≤ x ≤ 0.04。2.一种微波介质瓷粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: A)将Mg(OH)2和TiO2混合，球磨处理、烘干，得到第一混合物，将所述第一混合物煅烧得到 MgTiO3 ； 将Al203、Ca(0H)2和TiO2混合，球磨处理、烘干，得到第二混合物，将所述第二混合物煅烧得到 CaAlxTi(卜。.75x)03，其中，0.02≤ X ≤ 0.04 ； B)将步骤A)得到的MgTiO3和CaAlxTi(1_a75x)O3混合，球磨处理、烘干、过筛、造粒、压片、烧结，得到微波介质瓷粉，所述微波介质瓷粉为具有通式(I)表示的原子比组成的化合物，a (MgTiO3)-b (CaAlxTi(卜。.75x)03)，(I);其中，0.88 ≤ a < l，0〈b ≤ 0.12，a+b=l，0.02 ≤ x ≤ 0.04。3.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于，步骤B)中，所述MgTiO3和CaAlxTi(...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨晓战，刘明龙，雒文博，李在映，江林，
申请(专利权)人：云南云天化股份有限公司，
类型：发明
国别省市：