[发明专利]一种轻质多孔高Q微波介质陶瓷及其制备方法

说明书

本发明属于微波介质陶瓷技术领域，尤其涉及一种轻质多孔高Q微波介质陶瓷及其制备方法，通过将微波介质陶瓷粉体和造孔剂按一定比例在酒精中混合球磨，干燥后过筛、干压成型、烧结，可得到气孔率为7.6％–28.3％、介电常数为56.2–82.2、Q×f值为8600–10000GHz、谐振频率温度系数为16.3–21.1ppm/℃的轻质高Q的Ba₄[(Sm_0.3Nd_0.7)_0.9Bi_0.1]_28/3Ti₁₈O₅₄微波介质陶瓷。本发明的制备方法能在保持微波介质陶瓷的谐振频率温度系数基本不变的前提下调控介电常数和Q×f值。

技术领域

本发明属于微波介质陶瓷技术领域，尤其涉及一种轻质多孔高Q微波介质陶瓷及其制备方法。

背景技术

微波介质陶瓷作为一种新型电子材料，具有损耗低、介电常数可调、温度稳定性好等优点，广泛用于制作介质基片、介质天线、谐振器、滤波器等微波元器件，是现代微波通讯的关键材料。为了适合各个领域的应用，需要调控微波介质陶瓷的介电常数，提高Q×f值，使谐振频率温度系数近零。常用的调控方式是掺杂一定量的元素来改变微波性能，但是掺杂元素对介电常数、Q×f值和谐振频率温度系数都有影响，调控这三者同时达到理想的性能相当困难。因此，改变传统的调控方式使其更简便具有重要的意义。

传统的微波介质陶瓷都具有较高的致密度，认为降低致密度可能降低Q×f值。但是微米级气孔的引入会改变介质陶瓷内部的电磁场分布，有可能提高材料的Q值，并且随着可穿戴设备的发展，轻质高Q的微波介质陶瓷在轻质化应用方面具有极大的应用前景。

发明内容

发明要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种轻质多孔高Q微波介质陶瓷及其制备方法，利用造孔剂燃烧后留下气孔得到多孔陶瓷。

用于解决技术问题的方法

针对上述问题，本发明提出了一种轻质多孔高Q的Ba₄[(Sm_0.3Nd_0.7)_0.9Bi_0.1]_28/3Ti₁₈O₅₄微波介质陶瓷，其气孔率为7.6％–28.3％、介电常数为56.2–82.2、Q×f值为8600–10000GHz、谐振频率温度系数为16.3–21.1ppm/℃。

根据本发明的第二方面，提供一种轻质多孔高Q微波介质陶瓷的制备方法，其包括如下步骤：(1)将微波介质陶瓷粉体和造孔剂按质量比10:(0.2–1.4)在酒精中混合球磨；(2)干燥后过筛；(3)干压成型；(4)在1250–1350℃烧结。

一种实施方式为，造孔剂选自聚合物微球。

一种实施方式为，造孔剂为聚甲基丙烯酸甲酯微球。

一种实施方式为，造孔剂微球直径在4–35μm之间。

一种实施方式为，烧结温度范围为1250–1350℃。

本发明的有益效果

(1)本发明首次将气孔结构引入微波介质陶瓷中调控微波性能，降低了致密度的同时提高了Q×f值，制备得到了轻质高Q的微波介质陶瓷，有利于其在可穿戴设备方面的轻质化应用。(2)可在谐振频率温度系数近零的前提下调控介电常数和Q×f值，粉体的成分不需要改变，与传统的掺杂元素调控性能相比更加简便高效。(3)气孔尺寸可由造孔剂尺寸调控，气孔率可由造孔剂添加量调控。

从以下示例性实施方案的描述中，本发明的进一步特征将变得显而易见。

附图说明