本发明专利技术公开了一种可与Ag电极低温共烧的微波介电陶瓷BaNd10V4O26及其制备方法。可与Ag电极低温共烧的微波介电陶瓷的组成为BaNd10V4O26。（1）将纯度为99.9%以上的BaCO3、Nd2O3和V2O5的原始粉末按BaNd10V4O26化学式称量配料。（2）将步骤（1）原料混合湿式球磨12小时，溶剂为蒸馏水，烘干后在850℃大气气氛中预烧6小时。（3）在步骤（2）制得的粉末中添加粘结剂并造粒后，再压制成型，最后在910~940℃大气气氛中烧结4小时；所述的粘结剂采用质量浓度为5%的聚乙烯醇溶液，剂量占粉末总质量的3%。本发明专利技术制备的陶瓷在910~940℃烧结良好，并可与Ag电极低温共烧，其介电常数达到23～24，品质因数Qf值高达81000-91000GHz，谐振频率温度系数小，在工业上有着极大的应用价值。
【技术实现步骤摘要】
可低温烧结的微波介电陶瓷BaNd1t3V4O26
本专利技术涉及介电陶瓷材料，特别是涉及在微波频率使用的介质基板、谐振器和滤波器等微波元器件的微波介电陶瓷材料及其制备方法。
技术介绍
微波介电陶瓷是指应用于微波频段(主要是UHF、SHF频段)电路中作为介质材料并完成一种或多种功能的陶瓷，在现代通讯中被广泛用作谐振器、滤波器、介质基片和介质导波回路等元器件，是现代通信技术的关键基础材料，已在便携式移动电话、汽车电话、无绳电话、电视卫星接受器和军事雷达等方面有着十分重要的应用，在现代通讯工具的小型化、集成化过程中正发挥着越来越大的作用。应用于微波频段的介电陶瓷，应满足如下介电特性的要求:(1)系列化介电常数εr以适应不同频率及不同应用场合的要求；(2)高的品质因数Q值或介质损耗tan δ以降低噪音，一般要求Qf≥3000 GHz; (3)谐振频率的温度系数τf尽可能小以保证器件具有好的热稳定性，一般要求_10/°C≤tf≤+10 ppm/°C。国际上从20世纪30年代末就有人尝试将电介质材料应用于微波技术。根据相对介电常数ε r的大小与使用频段的不同，通常可将已被开发和正在开发的微波介电陶瓷分为4类。(I)超低介电常数微波介电陶瓷，主要代表是Al203-Ti02、Y2BaCuO5, MgAl2O4和Mg2SiO4等，其ε r≤20，品质因数QXf ≥ 50000GHz，tf≤10 ppm/° C。主要用于微波基板以及高端微波元器件。(2)低ε r和高Q值的微波介电陶瓷，主要是BaO-MgO-Ta2O5, BaO-ZnO-Ta2O5或BaO-MgO-Nb2O5, BaO-ZnO-Nb2O5系统或它们之间的复合系统MWDC材料。其e =25~30，Q= (I~2) X 104(在f?≥10 GHz下)，Tf-O0主要应用于f?≥8 GHz的卫星直播等微波通信机中作为介质谐振器件。(3)中等εr和Q值的微波介电陶瓷，主要是以BaTi409、Ba2Ti9O2tl和(Zr、Sn) TiO4等为基的 MWDC 材料，其 Er = 35 ~40，Q= (6 ~9) XlO3 (在 f=3 ~一4GHz 下)，tf ≤ 5ppm/° C。主要用于4~8 GHz频率范围内的微波军用雷达及通信系统中作为介质谐振器件。(4)高εr而Q值较低的微波介电陶瓷，主要用于0.8~4GHz频率范围内民用移动通讯系统，这也是微波介电陶瓷研究的重点。80年代以来，Kolar, Kato等人相继发现并研究了类钙钛矿钨青铜型BaO — Ln2O3 — TiO2系列(Ln=La、Sm、Nd或Pr等，简称BLT系)、复合韩钦矿结构CaO —Li2O一Ln2O3一TiO2系列、铅基系列材料、CahLn2xjZ3TiO3系等闻e j?微波介电陶瓷，其中BLT体系的BaO— Nd2O3— TiO2材料介电常数达到90，铅基系列(Pb，Ca)ZrO3介电常数达到105。随着现代移动通信技术的高速发展，要求微波元器件趋向高频化、微型化、集成化、高可靠性和低成本发展。除了可选择高介电常数的微波介质材料作为元器件以外，还可以采用低温共烧陶瓷(Low temperature cofired ceramic,简称LTCC)技术为基础的多层结构设计来降低器件体积。但以上这些材料体系的烧结温度一般高于1300° C，不能直接与Ag和Cu (熔点分别为961°C及1042°C)等低熔点金属电极共烧形成多层陶瓷电容器。目前探索的固有烧结温度低的新材料体系主要是含Bi203、Li2O, TeO2, V2O5等低熔点组分的多元复合氧化物，由于含B1、Te、Mo等化合物容易与Ag电极发生界面反应以及原料TeO2有毒使得这些B1、Te、Mo基材料的应用受到限制。我们对组成为BaLa1(lV4026、BaNd10V4O26和BaSm10V4O26的陶瓷进行了烧结特性与微波介电性能研究，发现它们可以与Ag电极低温共烧，但是仅BaNdltlV4O26综合微波介电性能好，而BaLaltlV4O26和BaSmltlV4O26陶瓷由于谐振频率温度系数偏大而无应用前景。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种具有低损耗与良好的热稳定性，烧结温度低同时可与Ag电极低温共烧的微波介电陶瓷。本专利技术涉及的可与Ag电极低温共烧的微波介电陶瓷的化学组成为:BaNd1QV4026。所述可低温烧结的微波介电陶瓷的制备方法具体步骤为: Cl)将纯度为99.9%以上的BaC03、Nd2O3和V2O5的原始粉末按BaNdltlV4O26化学式称量配料。(2)将步骤(1)原料与蒸馏水混合湿式球磨12小时，烘干后在850°C大气气氛中预烧6小时。(3)在步骤(2)制得的粉末中添加粘结剂并造粒后，再压制成型，最后在910^940 °C大气气氛中烧结4小时；所述的粘结剂采用质量浓度为5%的聚乙烯醇溶液，剂量占粉末总质量的3%。本专利技术制备的陶瓷在91(T9`40°C烧结良好，并可与Ag电极低温共烧，其介电常数达到23~24，品质因数Qf值高达81000-91000GHZ，谐振频率温度系数小，在工业上有着极大的应用价值。【具体实施方式】实施例: 表1示出了构成本专利技术的不同烧结温度的4个具体实施例及其微波介电性能。其制备方法如上所述，用圆柱介质谐振器法进行微波介电性能的评价。将BaNdltlV4O26粉料与占粉料质量20%的Ag粉混合、压制成型后，在940°C下烧结4小时；X射线衍射物相分析与扫描电镜观察都显示BaNdltlV4O26与Ag没发生化学反应，即BaNdltlV4O26可以与Ag电极低温共烧。本专利技术决不限于以上实施例。烧结温度的上下限、区间取值都能实现本专利技术，在此不一一列举实施例。本陶瓷可广泛用于各种介质基板、谐振器和滤波器等微波器件的制造，可满足移动通信、卫星通信等系统的技术需要。表1:本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种可与Ag电极低温共烧的微波介电陶瓷，其特征在于所述微波介电陶瓷的化学组成式为：BaNd10V4O26;所述钒酸盐的制备方法具体步骤为：（1）将纯度为99.9%以上的BaCO3、Nd2O3和V2O5的原始粉末按BaNd10V4O26化学式称量配料;（2）将步骤（1）原料与蒸馏水混合湿式球磨12小时，烘干后在850℃大气气氛中预烧6小时；（3）在步骤（2）制得的粉末中添加粘结剂并造粒后，再压制成型，最后在910~940℃大气气氛中烧结4小时；所述的粘结剂采用质量浓度为5%的聚乙烯醇溶液，剂量占粉末总质量的3%。
【技术特征摘要】
1.一种可与Ag电极低温共烧的微波介电陶瓷，其特征在于所述微波介电陶瓷的化学组成式为=BaNd10V4O26; 所述钒酸盐的制备方法具体步骤为: Cl)将纯度为99.9%以上的BaC03、Nd2O3和V2O5的原始粉末按BaNdltlV4O26化学式称量配料； (...
【专利技术属性】
技术研发人员：方亮，苏聪学，邓婧，
申请(专利权)人：桂林理工大学，
类型：发明
国别省市：
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