專(zhuān)利名稱(chēng)：一種低介電微波陶瓷介質(zhì)材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種低介電常數(shù)er=3 8微波陶瓷介質(zhì)材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
微波介質(zhì)陶瓷，是指應(yīng)用于微波頻段(主要是UHF、SHF頻段)電路中作為介質(zhì)材料并完成一種或多種功能的陶瓷，在現(xiàn)代通信中被廣泛用作諧振 器、濾波器、介質(zhì)基片、介質(zhì)天線、介質(zhì)導(dǎo)波回路等。微波介質(zhì)諧振器與金屬空腔諧振器相比，具有體積小、質(zhì)量輕、溫度穩(wěn)定性好、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)。隨著微波通信的快速發(fā)展，微波通信系統(tǒng)迫切需要高性能的微波介質(zhì)器件。目前移動(dòng)通信的頻率范圍在800 2000MHz，相應(yīng)的微波介質(zhì)器件趨于成熟，但當(dāng)頻率向高端發(fā)展時(shí)，如衛(wèi)星通信的頻率位于K波段(12 40GHz)，已開(kāi)發(fā)的微波介質(zhì)材料的er較大(e r彡20)、Q f值較小，無(wú)法制造出低損耗、合適尺寸的微波介質(zhì)器件，因此有必要開(kāi)發(fā)低介電常數(shù)、高Q f值的微波介質(zhì)材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種低介電常數(shù)e r=3^8微波陶瓷介質(zhì)材料及其制備方法，該微波介質(zhì)材料采用了固相法合成獲得(I-X)Mg2SiO4-XBaTiO3固溶體作為主材料，其中X=O. 001 0. 25，并通過(guò)加入燒結(jié)促進(jìn)劑和改性摻雜物改性組成。制備出的微波介質(zhì)材料可以在1340°C 1380°C溫度范圍內(nèi)燒結(jié)，所制作的微波電容具有優(yōu)異微波介電性能e r=3 8，Qf > 60000GHZ, x f(-4(TC 25°C /25°C 125°C ) ( 20PPM/°C，滿足現(xiàn)代通信設(shè)備的可移動(dòng)性、多功能性和微型化。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，所述一種低介電常數(shù)e r=3^8微波陶瓷介質(zhì)材料，其特征在于所述微波陶瓷介質(zhì)材料由主成分(l_X)Mg2Si04-XBaTi03、改性摻雜物及燒結(jié)促進(jìn)劑三部分組成；
1)所述的主成分是(I-X)Mg2SiO4-XBaTiO3固溶體，其中X=O. 001 0. 25 ;
2)所述的改性摻雜物包括SrCO3、ZrO2、Ta2O5、Nb2O5、MnO2、CaO、La2O3、WO3 等一種或一種以上混合物；按重量百分比計(jì)組成為0 I. 5wt%的SrC03、0 I wt%的Zr02、0 0. 5 wt%的 Ta205、0 I. 0 wt% 的 Nb205、0 0. 3wt% 的 Mn02、0 0. 3 wt% 的 La203、0 0. 5 wt% 的CaO、0 lwt% 的 WO3 ；
3)所述的燒結(jié)促進(jìn)劑包括Bi203、B203、ZnO、Si02、A1203、Nb2O5等低熔點(diǎn)的氧化物以及低熔點(diǎn)的玻璃粉中的一種或一種以上混合物；按重量百分比計(jì)組成為0 lwt°/c^^Bi203，0 0. 5wt% 的 B2O3,0. 25 lwt% 的 ZnO, 0 lwt% 的 SiO2,0 0. 8wt% 的 A1203。按重量百分比計(jì)，所述的主成分(l-X)Mg2Si04-XBaTi03固溶體是91 98wt%，改性摻雜物是I. 5 5wt%，燒結(jié)促進(jìn)劑是0. 5 4wt%。本發(fā)明所述一種低介電常數(shù)e r=3^8微波陶瓷介質(zhì)材料的制備方法，其特征是 I)主成分(I-X)Mg2SiO4-XBaTiO3 的制備采用高純 BaC03、Ti02、Mg (OH)2^SiO2 原材料，按X=O. 001 0. 25分別稱(chēng)重，混合置于球磨機(jī)中，按粉料水=1 : (I I. 5)比例加入去離子水，球磨6 10小時(shí)，烘干，在1180°C 1350°C下預(yù)燒2. 5H，粉碎后獲得本發(fā)明的(1-X)Mg2SiO4-XBaTiO3 固溶體；
2)按照組成為 91 98wt% 的主成分(I-X)Mg2SiO4-XBaTiO35O I. 5wt% 的 SrC03、0 I wt% 的 Zr02、0 0. 5 wt% 的 Ta205、0 I. 0 wt% 的 Nb205、0 0. 3wt% 的 Mn02、0 0. 3wt% 的 La203、0 0. 5 wt% 的 CaO、 lwt% 的 WO3, 0 lwt% 的 Bi2O3,0 0. 5wt% 的 B2O3,0. 25 lwt%的ZnO，0 lwt%的SiO2,0 0. 8wt%的Al2O3稱(chēng)量各種材料，混合置于球磨機(jī)中進(jìn)行球磨混合，要求粉體平均顆粒尺寸小于0. 7微米為好；然后加粘合劑噴霧造粒，最 后獲得本發(fā)明的微波介質(zhì)材料。本發(fā)明的有益效果是，采用高純8&0)3、1102、1%0)3、1%(011)2、5102等原材料，固相法合成獲得(l-X)Mg2Si04-XBaTi03固溶體，其中X=O. 001 0. 25，并通過(guò)加入少量的燒結(jié)促進(jìn)劑和改性摻雜物，經(jīng)過(guò)合理配方，優(yōu)化合成和球磨工藝，制備出的微波介質(zhì)材料可以在較低溫1340°C 1380°C溫度范圍內(nèi)燒結(jié)，其所制作的微波電容具有優(yōu)異的介電性能e r=3 8, Qf > 60000GHZ, x f(-40°C 25°C /25°C 125°C ) ( 20PPM/°C。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明所述一種低介電常數(shù)e r=3^8微波陶瓷介質(zhì)材料及其制備方法，下面根據(jù)上述的發(fā)明內(nèi)容，結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。(I)以分析純的原材料BaC03、Ti02、Mg (OH) 2、SiO2按表I的組成比例，按發(fā)明內(nèi)容中I所述的主材料制備過(guò)程經(jīng)球磨、干燥、預(yù)燒、粉碎、過(guò)濾、等工序后制得(I-X)Mg2Si04_XBaTi03。表I主材料(l-x) Mg2SiO4-XBaTiO3的實(shí)施例配方
權(quán)利要求
1.ー種低介電常數(shù)εΓ=3 8微波陶瓷介質(zhì)材料，其特征在干所述微波陶瓷介質(zhì)材料由主成分(Ι-x) Mg2SiO4-XBaTiO3、改性摻雜物及燒結(jié)促進(jìn)劑三部分組成； 1)所述的主成分是(I-X)Mg2SiO4-XBaTiO3固溶體，其中X=O. 001 O. 25 ; 2)所述的改性摻雜物包括SrCO3、ZrO2、Ta2O5、Nb2O5、MnO2、CaO、La2O3、WO3 等ー種或ー種以上混合物；按重量百分比計(jì)組成為0 I. 5wt%的SrC03、0 I wt%的Zr02、0 O. 5 wt%的 Ta205、0 I. O wt% 的 Nb205、0 O. 3wt% 的 Μη02、0 O. 3 wt% 的 La203、0 O. 5 wt% 的CaO、0 lwt% 的 WO3 ； 3)所述的燒結(jié)促進(jìn)劑包括Bi203、B203、ZnO、Si02、A1203、Nb2O5等低熔點(diǎn)的氧化物以及低熔點(diǎn)的玻璃粉中的ー種或ー種以上混合物；按重量百分比計(jì)組成為0 lwt°/c^3Bi203，0 0.5wt% 的 B2O3,0. 25 lwt% 的 ZnO, O lwt% 的 SiO2,0 O. 8wt% 的 A1203。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述ー種低介電常數(shù)εΓ=3 8微波陶瓷介質(zhì)材料，其特征是按重量百分比計(jì)，所述的主成分(I-X) Mg2SiO4-XBaTiO3固溶體是91 98wt%，改性摻雜物是1.5 5wt%，燒結(jié)促進(jìn)劑是O. 5 4wt%0
3.ー種低介電常數(shù)εΓ=3 8微波陶瓷介質(zhì)材料的制備方法，其特征是 1)主成分(I-X)Mg2SiO4-XBaTiO3的制備采用高純 BaC03、Ti02、Mg (OH)2^SiO2 原材料，按X=O. 001 O. 25分別稱(chēng)重，混合置于球磨機(jī)中，按粉料水=I : (I I. 5)比例加入去離子水，球磨6 10小時(shí)，烘干，在1180°C 1350°C下預(yù)燒2. 5H，粉碎后獲得本發(fā)明的(1-X)Mg2SiO4-XBaTiO3 固溶體； 2)按照組成為91 98wt% 的主成分(I-X)Mg2SiO4-XBaTiO3,0 I. 5wt% 的 SrC03、0 I wt% 的 Zr02、0 O. 5 wt% 的 Ta205、0 I. O wt% 的 Nb205、0 O. 3wt% 的 Μη02、0 O. 3wt% 的 La203、0 O. 5 wt% 的 CaO、 lwt% 的 WO3, O lwt% 的 Bi2O3,0 O. 5wt% 的 B2O3,O.25 lwt%的ZnO，O lwt%的SiO2,0 O. 8wt%的Al2O3稱(chēng)量各種材料，混合置于球磨機(jī)中進(jìn)行球磨混合，要求粉體平均顆粒尺寸小于O. 7微米為好；然后加粘合劑噴霧造粒，最后獲得本發(fā)明的微波介質(zhì)材料。
全文摘要
本發(fā)明提供一種低介電常數(shù)εr=3~8微波陶瓷介質(zhì)材料及其制備方法，它由主成分(1-X)Mg2SiO4-XBaTiO3、改性摻雜物及燒結(jié)促進(jìn)劑三部分組成；1)所述的主成分是(1-X)Mg2SiO4-XBaTiO3固溶體,其中X=0.001～0.25；2)所述的改性摻雜物包括SrCO3、ZrO2、Ta2O5、Nb2O5、MnO2、CaO、La2O3、WO3等一種或一種以上混合物；3)所述的燒結(jié)促進(jìn)劑包括Bi2O3、B2O3、ZnO、SiO2、Al2O3、Nb2O5等低熔點(diǎn)的氧化物以及低熔點(diǎn)的玻璃粉中的一種或一種以上混合物。經(jīng)過(guò)合理配方，優(yōu)化合成和球磨工藝，制備出的微波介質(zhì)材料可以在較低溫1340℃～1380℃溫度范圍內(nèi)燒結(jié)，其所制作的微波電容具有優(yōu)異的介電性能εr=3～8，Qf>60000GHZ，τf(-40℃～25℃/25℃～125℃)≤20PPM/℃。
文檔編號(hào)H01B3/12GK102659396SQ201210084489
公開(kāi)日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2012年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月28日
發(fā)明者張軍志, 李太坤, 林康, 鄒海雄 申請(qǐng)人:廈門(mén)松元電子有限公司