[发明专利]Mn掺杂ZrTi2O8/ZnNb2O8复相微波介质陶瓷及其制备方法

说明书

技术领域

本申请涉及一种Mn掺杂ZrTi₂O₈/ZnNb₂O₈复相微波介质陶瓷及其制备方法。

背景技术

微波介质陶瓷是近年来国际上对电介质材料研究的一个新动向，这主要是适应微波移动通讯的发展需求。20世纪后期，信息处理技术与电子信息数字化技术相结合将通讯系统推上了一个前所未有的新高峰。通信的终极目标是要做到全时空的信息传递与交换，从而使通讯机的高度可移动性成为发展的必然趋势。当前，移动通信已向全民推广，为扩大容量，就必须提高载波频率。为此，开发一系列适合于微波范围内具有高性能、高可靠性工作特性的电子材料与元器件上升为陶瓷材料领域的新焦点。

近年来，随着微波移动通讯技术的迅速发展，应用于谐振器、滤波器、振荡器等微波元器件的微波介质材料的需求也日益增长。向着小型化、高频化、低成本和环境友好的方向发展，对微波介质陶瓷提出了更高的要求。

由于现存的微波介质谐振器的质量和体积相对较大，大大限制了微波集成电路的发展。现存的微波介质陶瓷材料因为介电常数高而品质因数Q值较低，已无法满足器件小型化的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种Mn掺杂ZrTi₂O₈/ZnNb₂O₈复相微波介质陶瓷及其制备方法，以克服现有技术中的不足。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本申请实施例公开一种Mn掺杂ZrTi₂O₈/ZnNb₂O₈复相微波介质陶瓷，其中ZrTi₂O₈的质量占比为65wt％，Mn质量占比为1.2wt％，余量为ZnNb₂O₈。

相应的，本申请还公开了一种Mn掺杂ZrTi₂O₈/ZnNb₂O₈复相微波介质陶瓷制备方法，包括：

一、采用固相法合成ZrTi₂O₈/ZnNb₂O₈基料；

二、把MnCO₃添加到ZrTi₂O₈/ZnNb₂O₈基料中；

三、将添加MnCO₃的基料放入聚氨酯球磨罐中，以无水乙醇作为球磨介质，氧化锆为磨球，利用变频式行星球磨机球磨，球磨转速365rpm，正反转时间间隔为30min，按照原料：磨球：无水乙醇＝1:5:1比例球磨5小时；

四、烘干、过筛：将球磨后浆料在干燥箱中进行干燥，干燥温度100℃，干燥时间20min，干燥完成后采用60目的筛子过筛，获得陶瓷粉料；

五、造粒：在陶瓷粉料中加入6wt％的聚乙烯醇作为粘结剂进行造粒；

六、干压成型：将造粒好的陶瓷粉料在20MPa的压力下压制成圆柱形陶瓷生坯或圆片；

七、烧结：在700℃排胶1小时，然后按照3～5℃/min速率升至1250℃保温5小时；

八、冷却至室温：首先以1℃/min的速率降到1000℃，再以100℃/小时的速率降到800℃，然后自然冷却至常温。

优选的，在上述的Mn掺杂ZrTi₂O₈/ZnNb₂O₈复相微波介质陶瓷制备方法中，所述步骤一包括：

(1)、以ZrO₂、TiO₂、Nb₂O₅、ZnO为原料；

(2)、球磨：将按配方称好的原始粉料放入聚氨酯球磨罐中，以无水乙醇作为球磨介质，氧化锆为磨球，利用变频式行星球磨机球磨，球磨转速365rpm，正反转时间间隔为30min，按照原料：磨球：无水乙醇＝1:5:1.2比例球磨3小时；

(3)、烘干、过筛：将球磨后浆料在干燥箱中进行干燥，干燥温度100℃，干燥时间20min，干燥完成后采用100目的筛子过筛；