[发明专利]一种低损耗的Sm2O3-TiO2系微波介质陶瓷及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种中介电微波介质陶瓷及制备方法，主要应用于微波通信、滤波器等微波元器件，尤其涉及一种低损耗的Sm₂O₃-TiO₂系微波介质陶瓷及其制备方法。

背景技术

随着现代移动通信和卫星通信发展，谐振器、滤波器、介质天线的大量运用，使得设计者把目标集中在微波介质陶瓷的尺寸减小和介电性能的提高，这就要求微波介质陶瓷具备高介电常数、低介质损耗、近零的谐振频率温度系数。中介电常数微波介质陶瓷主要应用于微波军用雷达及通信系统的介质谐振器件中，目前高介电常数微波介质陶瓷研究越来越多，而中介电常数的体系较少，目前研究多的BaO-TiO₂系、(Zr、Sn)TiO₄系、BiNbO₄系，但是由于介电损耗较大且相组成比较复杂，还需进一步研究。

发明内容

本发明的目的为了改进现有中介电微波介质陶瓷损耗大，相组成复杂等问题而提出了一种低损耗的Sm₂O₃-TiO₂系微波介质陶瓷；本发明的另一目的是提供了上述微波介质陶瓷的制备方法。

本发明的技术方案为：一种低损耗的Sm₂O₃-TiO₂系微波介质陶瓷，其特征在于其原料为Sm₂O₃、TiO₂和SrCO₃，其中Sm₂O₃和TiO₂的摩尔比为1∶1～3，SrCO₃掺杂量为原料总质量的1％-9％；介质陶瓷介电常数为40～75，品质因数为5000～25000。

本发明还提供了上述微波介质陶瓷的制备方法，其具体步骤如下：

a)将Sm₂O₃和TiO₂按摩尔比为1∶1～3，SrCO₃掺杂量为原料总质量(Sm₂O₃、TiO₂和SrCO₃的总质量)的1％-9％配比称取原料，并球磨3～5小时，烘干；

b)烘干的原料进行预烧处理，煅烧处理后的粉料随炉冷却，取出后继续二次球磨，烘干；

c)二次球磨后烘干，加入粘结剂，研磨造粒压片成型；

d)成型的生坯在1290～1450℃烧结成瓷，升温速率在2-4℃/min，保温3～6小时然后随炉冷却。

其中步骤a)采取行星式球磨机湿法球磨；优选加入去离子水和玛瑙球；优选料：水∶球的质量比为1∶1～2∶1～3。

优选步骤b)的预烧温度为900～1100℃；升温速率为2～4℃/min；保温时间1～3h。优选二次球磨时间为6～8h。

步骤c)中的粘结剂优选为聚丙烯醇(PVA)或羧甲基纤维素钠(CMC)；粘结剂的加入量为为原料总质量的5％～10％；研磨造粒1～2h，过80或120目筛，干压成型。

有益效果：

本发明提供了一种新型的低损耗的适用于4-6GHz微波频率的微波介质陶瓷体系，较优的介电常数为60-70间，高品质因素Q＞20000，比起相同介电常数的微波介质陶瓷，其品质因素相对比较高。本发明符合环保要求，无毒，对环境无污染。

具体实施方式：

下面结合实例进一步说明本配方

实施例1