[发明专利]一种频率温度系数改善的微波介质材料及其制备方法

权利要求书

1.一种频率温度系数改善的微波介质陶瓷材料，其特征在于：该微波介质陶瓷材料的组成表达式为：(1-x)Mg₂TiO₄-x[CaTiO₃-yMO]，其中：0.13≤x≤0.3，0.1≤y≤0.2，MO为助剂；所述助剂MO为Yb₂BaZnO₅、Mg₃CoNb₂O₉、Nd₃Ga₅O₁₂和SrAlLnO₄中的一种或几种；

所述频率温度系数改善的微波介质陶瓷材料在制备时，首先合成CaTiO₃-yMO，使其频率温度系数相比于单相CaTiO₃的得到改善；然后再与Mg₂TiO₄进行两相复合。

2.根据权利要求1所述的频率温度系数改善的微波介质陶瓷材料，其特征在于：该微波介质陶瓷材料的介电常数为18.5～24，Q×f值为40000～70000GHz，Q×f用于衡量微波介质陶瓷损耗的大小，其中Q＝1/tanδ表示材料的品质因数，f代表谐振频率；频率温度系数|τ_{f(-40℃→20℃)}|+|τ_{f(20℃→135℃)}|≤10ppm/℃。

3.根据权利要求1所述的频率温度系数改善的微波介质陶瓷材料的制备方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：

(1)配料：以氧化镁、二氧化钛、碳酸钙和MO助剂为原料，首先按照Mg₂TiO₄中Mg和Ti的摩尔比称取氧化镁和二氧化钛并混合均匀后得到混合料Ⅰ，再根据CaTiO₃-yMO中Ca、Ti和MO的摩尔比称取二氧化钛、碳酸钙和MO助剂并混合均匀后得到混合料Ⅱ；

(2)混合：将配料后的混合料Ⅰ和混合料Ⅱ分别进行球磨处理并干燥后，得到Mg₂TiO₄干燥粉料和CaTiO₃-yMO干燥粉料；

(3)预烧：将得到的Mg₂TiO₄干燥粉料和CaTiO₃-yMO干燥粉料分别置于不同的氧化铝坩埚中，在碳棒炉中预烧后得到Mg₂TiO₄预合成粉和CaTiO₃-yMO预合成粉；

(4)二次配料：将Mg₂TiO₄预合成粉和CaTiO₃-yMO预合成粉按所述微波介质陶瓷材料的组成称量配料并混合，得到二次原料粉；

(5)造浆：将二次原料粉球磨粉碎20～26小时，球磨介质为锆球与去离子水，得到粘稠状的浆料；

(6)成型：在步骤(5)所得浆料中添加占浆料5～20wt％的粘结剂，然后依次进行喷雾造粒和压制成型，最后在碳棒炉中烧结成型，即得到所述频率温度系数改善的微波介质陶瓷材料。

4.根据权利要求3所述的频率温度系数改善的微波介质陶瓷材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述球磨过程中，球磨介质为锆球与去离子水；球磨后置于150℃烘箱中经12小时干燥处理。

5.根据权利要求3所述的频率温度系数改善的微波介质陶瓷材料的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，在碳棒炉中预烧温度1000℃～1150℃，预烧时间2～4小时。

6.根据权利要求3所述的频率温度系数改善的微波介质陶瓷材料的制备方法，其特征在于：步骤(6)中，在碳棒炉中烧结温度1250℃～1350℃烧结时间3小时。