[发明专利]高介微波介质陶瓷材料及其制备方法

权利要求书

1.一种高介微波介质陶瓷材料，其特征在于：材料化学通式为(Ca_0.35Li_0.25Nd_0.35)(Ti_1-xD_x)O₃，其中0.01≤x≤0.05，D的组成为VW，V代表价态高于四价的Ta，W代表价态低于四价且平均离子半径接近于Ti⁴⁺的单个或多种元素，V和W同时取代或单独取代；单独取代时，W为Al、Ga、Mg、Zn、Ni中的一种；当VW同时取代时，若W为Al、Ga其中的一种，则摩尔比V:W＝1:1，若W为Mg、Zn、Ni其中的一种，则摩尔比V:W＝2:1。

2.根据权利要求1所述的高介微波介质陶瓷材料，其特征在于：所述微波介质陶瓷材料晶相为正交钙钛矿结构。

3.根据权利要求1所述的高介微波介质陶瓷材料，其特征在于：所述微波介质陶瓷材料的相对介电常数ε_r在120～140之间，Q×f值在2700～4000GHz之间，τ_f频率温度系数在+7～+60ppm/℃之间。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的高介微波介质陶瓷材料的制备方法，其特征在于：按化学通式(Ca_0.35Li_0.25Nd_0.35)(Ti_1-xD_x)O₃，原料选自CaCO₃、Li₂CO₃、Nd₂O₃、TiO₂、Al₂O₃、MgO、ZnO、NiO、Ga₂O₃和Ta₂O₅，各原料按化学通式确定各自质量百分含量，经过球磨混合，1080～1120℃下预烧，然后在1150～1300℃下烧结制成。

5.根据权利要求4所述的高介微波介质陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)配料：按照化学通式(Ca_0.35Li_0.25Nd_0.35)(Ti_1-xD_x)O₃，原料选自CaCO₃、Li₂CO₃、Nd₂O₃、TiO₂、Al₂O₃、MgO、ZnO、NiO、Ga₂O₃和Ta₂O₅，各原料按化学通式确定各自质量百分含量；

(2)球磨：将步骤(1)所得混合料进行球磨，得到球磨料；

(3)烘干，过筛：将步骤(2)所得球磨料烘干并过60目筛得到干燥粉体；

(4)预烧：将步骤(3)所得干燥粉体置于氧化铝坩埚中，1080～1120℃条件下预烧3～5小时得到预烧粉体；

(5)造粒，模压成型：将步骤(4)所得预烧粉体与聚乙烯醇水溶液混合后造粒，造粒尺寸控制在80～100目，将粒料放入成型模具中干压成型得到生坯；

(6)烧结：将步骤(5)所得生坯置于氧化铝坩埚中，1150～1300℃下烧结4～6小时，得到最终的微波介质陶瓷材料。

6.根据权利要求5所述的高介微波介质陶瓷材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中具体球磨过程为：以二氧化锆球为球磨介质，按照混合料：磨球：高纯酒精的质量比为1:(3～5):(1～2)进行研磨5～7小时得到混合均匀的球磨料。