[发明专利]一种Co-Sn-Ta基微波介质陶瓷材料及其制备方法

说明书

本发明属于电子陶瓷及其制造领域，具体涉及一种Co‑Sn‑Ta基微波介质陶瓷材料及其制备方法。本发明提供的材料晶体结构为Trirutile相，烧结温度1250‑1350℃，介电常数15‑20，损耗介于4.81×10^‑4‑6.02×10^‑4，谐振频率温度稳定系数‑2.65～‑0.59ppm/℃。将原料Co₂O₃、SnO₂和Ta₂O₅按化学通式Co_0.5Sn_0.5TaO₄配比，再通过固相法制得。本发明的Co_0.5Sn_0.5TaO₄微波介质陶瓷具有适中的介电常数以及近零的谐振频率温度稳定系数，且烧结温度相对较低；其制备方法简单，易于工业化生产。

技术领域

本发明属于电子陶瓷及其制造领域，具体涉及一种Co-Sn-Ta基微波介质陶瓷材料及其制备方法，材料结构为Trirutile相。

背景技术

微波通信作为现代电子通信的重要传输形式，在移动通讯、军用雷达，卫星、广播等方面均具有广泛的应用。微波设备诸如谐振器、滤波器、介质天线、介质导波回路等微波元器件的需求也日益增加。微波介质陶瓷制作的谐振器与微波管、微带线等构成的微波混合集成电路，可使器件尺寸达到毫米量级，这就使微波陶瓷成为实现微波控制功能的基础和关键材料。微波介质陶瓷应具有适中的介电常数，高的品质因数Q×f值，以及近零的谐振频率温度稳定系数τ_f值。其中，介质陶瓷为了能够实际应用，近零的τ_f值是十分关键的。

Trirutile相微波介质陶瓷CoTa₂O₆具有适中的介电常数：ε_r＝29、Q×f＝2300GHz、τ_f＝23ppm/℃。但其烧结致密化所需温度达到1500℃，极大的限制了其应用。

发明内容

针对上述存在问题或不足，为解决现有Trirutile相微波介质陶瓷温度稳定性以及烧结温度不佳的问题，本发明提供了一种Co-Sn-Ta基微波介质陶瓷材料及其制备方法，其材料结构为Trirutile相。

本发明提供的Co-Sn-Ta基微波介质陶瓷材料，为Co_0.5Sn_0.5TaO₄微波介质陶瓷材料，具有Trirutile相晶体结构，预烧温度850℃-1000℃，烧结温度适中(1250-1350℃)，介电常数较低(15-20)，损耗介于4.81×10^-4-6.02×10^-4，谐振频率温度稳定系数近零(-2.65～-0.59ppm/℃)。其原料组成为Co₂O₃、SnO₂和Ta₂O₅，化学通式Co_0.5Sn_0.5TaO₄，通过固相法制得。

其制备方法具体如下：

步骤1：将氧化钴(Co₂O₃)、氧化锡(SnO₂)和氧化钽(Ta₂O₅)的原始粉末按照化学通式Co_0.5Sn_0.5TaO₄配料。

步骤2：将步骤1所得配料：氧化锆球：去离子水，以质量比1:4-6:3-6配比，行星球磨6-8小时，然后在80℃-120℃下烘干，再以60-200目筛网过筛，最后在850℃-1000℃大气氛围中预烧3-5小时合成主晶相Co_0.5Sn_0.5TaO₄；