[发明专利]一种介电常数可调高介电常数微波介质陶瓷及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于一种介电常数可调超高介电常数微波介质陶瓷及其制备方法，是一种 CaTiO₃-(Li_0.5Sm_0.5)TiO₃复合微波介质材料及其制备方法。广泛应用于移动电话、汽车电话、 电视卫星接收器、全球卫星定位系统、无线局域接入及各种雷达等系统中。

背景技术

微波介质陶瓷作为一种新型电子材料，在现代通信中被用作谐振器、滤波器、介质 基片、介质天线、介质导波回路等，广泛应用于微波技术的许多领域。可用于移动通讯、卫星 通讯和军用雷达等方面。随着科学技术日新月异的发展，通信信息量的迅猛增加，以及人们 对无线通信的要求，使用卫星通讯和卫星直播电视等微波通信系统己成为当前通信技术发 展的必然趋势。这就使得微波材料在民用方而的需求逐渐增多，如手机、汽车电话、蜂窝无 绳电话等移动通信和卫星直播电视等新的应用装置。应用于微波电路的介质陶瓷，必须满 足以下介电特征要求：1）较高的相对介电常数Er，一般根据应用频率确定介质陶瓷材料相 对介电常数的大小。应用频率为0.8~4GHz(低端)时，Er＞50；4~8GHz(中端)时，30≤Er≤50 ；8~18GHz(中端)时，Er≤30；2）高的品质因数Q，以提高选频特性，一般要求Q×f₀≥5000； 3）接近零的频率温度系数τf以保证器件有良好的温度稳定性，介质谐振器件一般都是微波 介质陶瓷的某种振动模式的频率作为其中心频率的。如果τf大，则表明器件的中心频率将 会因温度的变化而产生大的漂移，器件将无法高稳定工作。

发明内容

本发明的目的迎合移动通信用微波频率小型化、髙频化需要，旨在提供一种介电 常数为112.5，同时具有介电常数在一定范围可调（Er:90~Er:130）微波介质陶瓷配方及其 制备方法，以CaTiO₃-(Li_0.5Sm_0.5)TiO₃体系为研究对象，采用CeO为调节微波介质陶瓷温度系 数，综合调控材料的微波介电性能。

为此本发明采用的技术方案是：本发明的原料组成为xCaTiO₃·y(Li_0.5Sm_0.5)TiO₃+awt%CeO，其中：0.3≤x≤0.5,0.7≤y≤0.5,0.1≤a≤0.5；其中x、y为摩尔比添加、 a以质量百分数添加。

所述(Li_0.5Sm_0.5)TiO₃由分析纯三氧化二钐、分析纯碳酸锂、分析纯二氧化钛按 (Li_0.5Sm_0.5)TiO₃化学式配料混合。

一种介电常数可调高介电常数微波介质陶瓷的制备方法，按照以下步骤进行：

1)先将分析纯三氧化二钐、分析纯碳酸锂、分析纯二氧化钛按(Li_0.5Sm_0.5)TiO₃化学式 配料混合，加入氧化锫球和去离子水球磨，混合球磨3~8小时，烘干后过30~60目筛，在箱式 炉中1050℃~1100℃预烧2~5小时，合成主成分(Li_0.5Sm_0.5)TiO₃；

2）将合成的主成分(Li_0.5Sm_0.5)TiO₃和CaTiO₃及CeO原料按xCaTiO₃·y(Li_0.5Sm_0.5)TiO₃+awt%CeO，加入氧化锫球和去离子水混合球磨3~8小时，烘干，加入粘合剂造粒。

所述球磨在聚氨酯球磨罐中进行。

所述1）步骤中：所述(Li_0.5Sm_0.5)TiO₃：去离子水：锫球按重量比为1:1.5:2~4.5的 比例进行混合。

所述粘合剂为12wt%聚乙烯醇。

所述2）步骤后，在80~120Mpa压力下压制成直径12~18mm，厚度5~10mm的圆薄片， 在1250℃~1350℃，烧结3~5小时成品。