[发明专利]一种高介微波陶瓷介质材料、制备方法及用途

说明书

技术领域

本发明涉及陶瓷介质材料领域，尤其涉及一种高介微波陶瓷介质材料、制备方法及用途。

背景技术

微波通信在现代通信技术中被广泛使用，微波陶瓷器件在微波通信中起着重要的作用，目前，研制高性能微波器件用的微波陶瓷介质材料已经被众多研究者所重视。钽镁酸钡(简称BMT)是一种具有很高Q值的微波陶瓷材料，尤其适用于微波的高频段，如卫星通信类谐振器等，由于纯的BMT烧结温度较高，达到1600℃以上，如此高的烧结温度容易引起材料组分的挥发，造成材料性能的波动，器件可靠性下降。为了获得高可靠性的BMT微波陶瓷介质材料，降低烧结温度是有效途径之一，通常人们都是采用加入助烧剂来达到降低烧温的目的，但助烧剂的引入容易造成高频率时器件发热、性能恶化，从而限制了微波陶瓷的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能在相对较低温度下烧结的具有高介电常数、高Q值的微波陶瓷介质材料。

为实现上述目的，本发明提供一种高介微波陶瓷介质材料，由主料及添加剂组成，其特征在于，所述主料的结构式为X(Ba_1/2Li)(Mg_1/3Ta_2/3)O₃-(1-X)SrTiO₃，其中0.55≤X≤0.75；所述添加剂是ZnO、MnO₂、Nb₂O₅、Li₂CO₃、CaCO₃中的一种或多种。

进一步，所述主料的重量百分含量为95～99％，所述添加剂的重量百分含量为1～5％。

进一步，所述ZnO的重量百分含量为1～2％，所述MnO₂的重量百分含量为0～1％，所述Nb₂O₅的重量百分含量为0～1％，所述Li₂CO₃的重量百分含量为0～0.5％，所述CaCO₃的重量百分含量为0～1.8％。

进一步，所述高介微波陶瓷介质材料的制备方法为，

称取主料和添加剂，以氧化锆球为磨介，加入去离子水，经球磨、干燥后，得到所述微波陶瓷介质材料；

将所述微波陶瓷介质材料成型后，在温度为1280℃～1380℃中保温3～5小时进行烧结，得到微波陶瓷器件；优选按重量比添加10～20％的PVA粘合剂造粒，在20～30MPa的压力下成型。

进一步，所述主料的重量百分含量为95～99％，所述添加剂的重量百分含量为1～5％。

进一步，所述主料的制备为，以氯化钡、氯化锶、氯化镁、氯化钛、氯化钽为原材料，分别配制成水溶液，按所述主料中各成分的配比进行混合，加入碳酸氢铵或碳酸氢钠作为沉淀剂，采用化学共沉淀法生成前躯体沉淀物，经过滤、洗涤后，以碳酸锂为原料，按照所述主料中各成分的配比与所述前驱体沉淀物混合，搅拌均匀，经干燥后，在1050℃～1150℃的温度煅烧2～4小时即可。

本发明的另一个方面，还提供一种所述高介微波陶瓷介质材料的制备方法，其特征在于，步骤为，

称取主料和添加剂，以氧化锆球为磨介，加入去离子水，经球磨、干燥后，得到所述微波陶瓷介质材料；

将所述微波陶瓷介质材料成型后，在温度为1280℃～1380℃中保温3～5小时进行烧结，得到微波陶瓷材料。

进一步，所述主料的重量百分含量为95～99％，所述添加剂的重量百分含量为1～5％。

进一步，所述主料的制备为，以氯化钡、氯化锶、氯化镁、氯化钛、氯化钽为原材料，分别配制成水溶液，按所述主料中各成分的配比进行混合，加入碳酸氢铵或碳酸氢钠作为沉淀剂，采用化学共沉淀法生成前躯体沉淀物，经过滤、洗涤后，以碳酸锂为原料，按照所述主料中各成分的配比与所述前驱体沉淀物混合，搅拌均匀，经干燥后，在1050℃～1150℃的温度煅烧2～4小时即可。

所述高介微波陶瓷介质材料用于微波陶瓷器件的用途。

本发明采用化学共沉淀法制备主料化合物，煅烧合成温度比传统的固相法低，具有能耗低、材料纯度高、成分均匀、表面活性高的特点。烧结后的微波陶瓷器件一致性好、瓷体致密，能更好地适应高质量微波器件的应用要求。