[发明专利]一种钛酸镁基微波介质陶瓷及其制备工艺

说明书

一种钛酸镁基微波介质陶瓷及其制备工艺，将MgO、TiO₂、La₂O₃、Al₂O₃按照一定比例混合，经球磨、烘干、过筛、预烧、二次球磨、造粒、过筛、制坯，得到圆柱形钛酸镁基微波介质陶瓷，化学成分表达式为MgTiO₃‑LaAlO₃，制备工艺简单，节省了人工成本，提高了品质因数Q值，微波介电性能优越，具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于微波介质技术领域，具体涉及一种钛酸镁基陶瓷和喷雾造粒技术。

背景技术

微波介质陶瓷作为电介质材料，广泛应用于制备谐振器、滤波器、天线等微波元器件。微波介质陶瓷元器件具有体积小、质量轻、温度稳定性好、价格便宜等特点，在移动通信、全球卫星定位系统、直放站及军事雷达整机获得广泛的应用。

在微波介质陶瓷生产过程中，制粉、成型、烧结是三个主要工艺环节。制粉是最基础也是最重要的环节之一，喷雾造粒是制粉的一道重要工序。喷雾造粒制备的粉料质量直接影响后续成型工序的压制性能及生坯的强度等，对材料介电性能产生影响。

钛酸镁基微波介质陶瓷呈现出良好的微波介电性能和低的介质损耗，获得了广泛的关注。为了提高钛酸镁基微波介质陶瓷品质因数Q值，需要研究一种更好的喷雾造粒工艺。

发明内容

本发明为了解决现有技术存在的问题，提出了一种钛酸镁基微波介质陶瓷及其制备工艺，为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案。

钛酸镁基微波介质陶瓷的化学成分表达式为MgTiO₃-LaAlO₃。

制备工艺包括：将MgO、TiO₂按照合成MgTiO₃的化学计量式进行组分配料，得到粉料一；将La₂O₃、Al₂O₃按照合成LaAlO₃的化学计量式进行组分配料，得到粉料二；将粉料一和粉料二按照94:6的质量百分比进行组分配料，放入尼龙球磨罐中，加入蒸馏水和氧化锆球，球磨12-24小时，得到粉料三。

将粉料三放入烘箱中，保持100-120℃烘干，通过40目筛，得到粉料四；将粉料四放入钟罩炉中，保持1100-1280℃预烧4-6小时，得到粉料五；将粉料五放入尼龙球磨罐中，加入蒸馏水和氧化锆球，球磨12-24小时，得到粉料六；将粉料六放入喷雾造粒机中，加入8wt.％-16wt.％的PVA造粒，通过40目筛，得到粉料七。

用油压机将粉料七压制成生坯，保持1370-1410℃烧结4-6小时，得到钛酸镁基微波介质陶瓷。

球磨工艺的设备采用行星式球磨机，转速为60-80转/分；喷雾造粒机的离心雾化器转速为200-240转/分，出风口温度为160-180℃；油压机的压制力为3MPa，制成的生坯为圆柱形，直径为14mm，厚度为10mm；烧结生坯的升温速率为1℃/min。