[发明专利]一种中温烧结的温度稳定型微波介质陶瓷及其制备方法

说明书

本发明公开了一种中温烧结的温度稳定型微波介质陶瓷，该微波介质陶瓷包括陶瓷基料，该陶瓷基料的组成表达式为xMgO‑yTiO₂‑zCaCO₃，其中，x、y、z分别代表摩尔比，且0.85≤x≤0.95，0＜z≤0.06，y＝1+z。本发明还公开了该中温烧结的温度稳定型微波介质陶瓷的制备方法。该微波介质陶瓷采用MgO、TiO₂、CaCO₃为原料，并设计合适的摩尔比，采用固相烧结法烧结而成；该微波介质陶瓷的温度稳定性好，烧结温度低，生产成本低，实际应用价值高。

技术领域

本发明属于电子陶瓷及其制备技术领域，具体地，涉及一种中温烧结的温度稳定型微波介质陶瓷及其制备方法。

背景技术

微波介质陶瓷是近几十年来发展起来的一种新型功能陶瓷，它是制造微波介质谐振器和滤波器的关键材料。它在原来微波铁氧体的基础上，对配方和制造工艺都进行了大幅的升级换代，使之具有适宜的电常数、低微波损耗、温度系数小等优良性能，适于制作现代各种微波器件，如电子对抗、导航、通讯、雷达、家用卫星直播电视接收机和移动电话等设备中的稳频振荡器、滤波器、双工器等，能满足微波电路小型化、集成化、高可靠性和低成本的要求。

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。移动通信基站系统中需要使用滤波器和谐振器，随着5G时代的到来，介电常数为20左右，品质因数值70000以上的谐振频率温度系数近零的微波介质陶瓷粉成为生产滤波器及谐振器的最核心原材料。这类材料多以MgO-TiO₂陶瓷粉体为主，其损耗较低，合成工艺简单，原材料价格低廉，但是这类陶瓷的温度稳定性较差，烧结温度较高，限制了其实际应用。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种中温烧结的温度稳定型微波介质陶瓷及其制备方法，该微波介质陶瓷采用MgO、TiO₂、CaCO₃为原料，并设计合适的摩尔比，采用固相烧结法烧结而成；该微波介质陶瓷的温度稳定性好，烧结温度低，生产成本低，实际应用价值高。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：一种中温烧结的温度稳定型微波介质陶瓷，包括陶瓷基料，该陶瓷基料的组成表达式为xMgO-yTiO₂-zCaCO₃，其中，x、y、z分别代表摩尔比，且0.85≤x≤0.95，0＜z≤0.06，y＝1+z。

进一步的，该微波介质陶瓷还含有烧结助剂。

优选的，该烧结助剂为CeO₂。

进一步的，所述陶瓷基料和烧结助剂的质量比为1:0～0.14。

本发明还提供了一种中温烧结的温度稳定型微波介质陶瓷的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备陶瓷基料粉体：按照组成表达式xMgO-yTiO2-zCaCO3中各元素的摩尔比对MgO、TiO₂、CaCO₃进行配料，混合充分后进行球磨，球磨后烘干、过筛，然后放入刚玉坩埚中进行焙烧，得到陶瓷基料粉体，其中，在组成表达式xMgO-yTiO₂-zCaCO₃中，x、y、z分别代表摩尔比，且0.85≤x≤0.95，0＜z≤0.06，y＝1+z；

(2)制备微波介质陶瓷：按照陶瓷基料和烧结助剂的质量比为1:0～0.14的配比，将陶瓷基料粉体和烧结助剂进行混合，混合后，进行球磨，然后烘干、造粒和过筛，将过筛后的混合粉料压制成型，最后经过烧结得到该中温烧结的温度稳定型微波介质陶瓷。

优选的，在上述方法中，步骤(1)和步骤(2)中的球磨时间均为4h～8h，步骤(1)和步骤(2)的烘干温度均为100℃～120℃。