一种高介电常数微波介质陶瓷及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高介电常数微波介质陶瓷及其制备方法，包括主成分为a（Ca0.5Sr1/3）TiO3-bLi0.5Sr0.5TiO3，其中a+b=100摩尔%，按化学计量比配料、球磨，在1050～1100℃保温2～4小时进行预烧，将预烧的粉体进行二次球磨过筛、烘干，加入PVA(聚乙烯醇)粘结剂并造粒，压制成圆柱胚体，在1200～1300℃保温3～5小时烧结，即可得所需要的高介电常数微波介质陶瓷。该材料其介电性能优异：其介电常数为103～112，品质因数为5689～6431，谐振频率温度系数为-4～15。利用本发明专利技术的提供的高介电常数微波介质陶瓷可使通讯中的天线、谐振器、滤波器等微波器件能够在更高的频率中使用。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，包括主成分为a（Ca0.5Sr1/3）TiO3-bLi0.5Sr0.5TiO3，其中a+b=100摩尔%，按化学计量比配料、球磨，在1050～1100℃保温2～4小时进行预烧，将预烧的粉体进行二次球磨过筛、烘干，加入PVA(聚乙烯醇)粘结剂并造粒，压制成圆柱胚体，在1200～1300℃保温3～5小时烧结，即可得所需要的高介电常数微波介质陶瓷。该材料其介电性能优异：其介电常数为103～112，品质因数为5689～6431，谐振频率温度系数为-4～15。利用本专利技术的提供的高介电常数微波介质陶瓷可使通讯中的天线、谐振器、滤波器等微波器件能够在更高的频率中使用。【专利说明】
本专利技术属于微波介质陶瓷
，具体涉及。
技术介绍
近年来，随着通讯技术的迅速发展，对微波器件的的需求量也正在日益增长。为了实现微波介质器件的小型化、集成化、便携化和低成本，这就要求微波介质陶瓷具有如下性能:1、高的介电常数Sr (通常Sr大于80) ;2、高的品质因数，QXf= (2~5) X103 (在f=l~3GHz下)；3、趋于零的谐振频率温度系数τ f(-20ppm/°C< τ f) < 20ppm/°C )。由于介电常数大的材料其介电损耗与温度系数也较大，所以，高介电常数微波介质陶瓷的开发困难较多，在现有技术中介电常数逾越100的微波介质陶瓷为数不多，这就大大地限制了微波器件进一步的小型化与应用范围，为此极需开发具有更高介电常数的微波介质陶瓷。目前已实用化的高介电常数微波介质陶瓷主要有3大系列=BaO-Ln2O-TiO2系列，复合钙钛矿CaO2-Li2O2-Ln2O3-TiO2及铅基钙钛矿系列，虽然这些微波介质陶瓷材料具有较高的介质常数，但是他们的介质损耗比较大且谐振频率温度系数不稳定。其中，铅基钙钛矿系列的微波介质材料对环境有一定的污染。
技术实现思路
针对上述的不足，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种介电常数高、介质损耗低、谐振频率温度系数接近于零，绿色无污染的高介电常数微波介质陶瓷及其制备方法。解决上述问题的技术方案为:一种高介电常数微波介质陶瓷，该微波介质陶瓷是以 CaCO3, Li2CO3, Sr2O3 和 TiO2 为原料，按表达式 a (CaQ.5Sr1/3) Ti03-bLiQ.5SrQ.5Ti03 进行化学计量配制而成，其中a+b=100摩尔％，0.3 ^ b ^ 0.6ο上述高介电常数微波介质陶瓷的制备方法，依次包括以下步骤:(1)将CaCO3,Li2CO3, Sr2O3, TiO2 按表达式 a (Caa5Sr1/) Ti03-bLiQ.5SrQ.5Ti03 进行化学计量配料，球磨过筛，烘干，在1050°C~1100°C保温2~4小时进行预烧，再把所得的预烧粉体进行二次球磨过筛，烘干，得烘干粉料；(2)向烘干粉料中加入质量浓度为5%~7%PVA(聚乙烯醇)作为粘结剂并造粒，压制成圆柱状胚体；(3)把所得的圆柱状胚体在1200~1300°C下保温2~4小时烧结成瓷，即获得所需的高介电常数微波介质陶瓷。优选地，步骤(1)中，所述预烧温度为1100°C，保温时间为3小时。优选地，步骤(2)中，所述PVA (聚乙烯醇)粘结剂的质量浓度为7%。优选地，步骤(3)中，所述保温时间为3小时。上述预烧和烧结均在大气气氛中进行。本专利技术的优点为:本专利技术的微波介质陶瓷，是以在微波频率下具有高LdSQXf值和较大的正 xf( ε r=170,QXf=3500GH ζ, τ f=+800ppm/°C )的 CaTiO3 与具有高 ε r 和较大的负^的(1^1/21^1/2)1103(其中1^可为吣，5111，51'等)复合制备而成，其介电常数可达到103~112，同时具有较低的损耗和接近于零的谐振频率温度系数，具有介电常数高、谐振频率温度系数接近于零、绿色无污染的特点，适用于通讯中的天线，或是可使介质谐振器与滤波器等微波元件器件适应更高的频率。【专利附图】【附图说明】图1为高介电常数微波介质陶瓷的制备工艺流程图。图2为本专利技术实施例3的扫描电镜照片。【具体实施方式】下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的解释说明，但不局限于这些实施例。本专利技术的所采用的原料CaCO3, Li2CO3, Sr2O3和TiO2的纯度达99.9%以上，用网络矢量分析仪测量其介电性能(即介电常数L，品质因数QXf，谐振频率温度系数Tf)。经测试，本专利技术具体实施例1~16的各成分含量及其介电性能，见表1:表1本专利技术具体实施例的各成分含量及其介电性能【权利要求】1.一种高介电常数微波介质陶瓷，其特征在于:所述的微波介质陶瓷是以CaCO3,Li2CO3, Sr2O3 和 TiO2 为原料，按表达式 a (Ca0.5Sr1/3)Ti03-bLi0.5Sr0.5Ti03 进行化学计量配制而成，其中 a+b=100 摩尔 ％，0.3 ≤ b≤ 0.6o2.根据权利要求1所述的一种高介电常数微波介质陶瓷的制备方法，依次包括以下步骤:(I)将 CaCO3, Li2CO3, Sr2O3, TiO2 按表达式 a (Caa5Sr1/) TiO3^Li0 5Sr0 5TiO3 进行化学计量配料，球磨过筛，烘干，在1050°C~1100°C保温2~4小时后，进行预烧，再把所得的预烧粉体进行二次球磨过筛，烘干，得烘干粉料；(2)向烘干粉料中加入质量浓度为5%~7%PVA(聚乙烯醇)作为粘结剂并造粒，压制成圆柱状胚体；(3)把所得的圆柱状胚体在1200~1300°C下保温2~4小时烧结成瓷，即获得所需的高介电常数微波介质陶瓷。3.根据权利要求2所述的一种高介电常数微波介质陶瓷制备方法，其特征在于:步骤Cl)中，所述预烧温度为1100°c，保温时间为3小时。4.根据权利要求2中所述的一种高介电常数微波介质陶瓷的制备方法，其特征在于:步骤(2)中，所述PVA (聚乙烯醇)质量浓度为7%。5.根据权利要求2所述的一种高介电常数微波介质陶瓷制备方法，其特征在于:步骤(3)中，所述保温时间为3小时。6.根据权利要求2所述的一种高介电常数微波介质陶瓷制备方法，其特征在于:预烧和烧结均在大气气氛中进行。【文档编号】C04B35/47GK103803971SQ201410072177【公开日】2014年5月21日 申请日期:2014年2月28日 优先权日:2014年2月28日【专利技术者】张美沛 申请人:张美沛本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高介电常数微波介质陶瓷，其特征在于：所述的微波介质陶瓷是以CaCO3，Li2CO3，Sr2O3和TiO2为原料，按表达式a（Ca0.5Sr1/3）TiO3?bLi0.5Sr0.5TiO3进行化学计量配制而成，其中a+b=100摩尔%，0.3≦b≦0.6。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张美沛，
申请(专利权)人：张美沛，
类型：发明
国别省市：