(1-x)Li0.45Re0.45Ca0.1TiO3-xBi0.5Ae0.5MeO3高介电微波陶瓷及其制备方法技术

技术编号:11993617 阅读:69 留言:0更新日期:2015-09-02 21:40
本发明专利技术涉及一种(1-x)Li0.45Re0.45Ca0.1TiO3-xBi0.5Ae0.5MeO3高介电微波陶瓷及其制备方法,其中:Me为Zr、Ti、Sn、Mn中的一种,Ae为Na、Li、K中的一种,Re为Sm、Nd、Gd、Dy中的一种,0.05≤x≤0.5。先采用传统合成技术合成(1-x)Li0.45Re0.45Ca0.1TiO3-xBi0.5Ae0.5MeO3粉体,然后采用高温高压烧结技术制备(1-x)Li0.45Re0.45Ca0.1TiO3-xBi0.5Ae0.5MeO3高介电微波陶瓷。本发明专利技术制备的高介电微波陶瓷,其介电常数(εr)介于75~190,品质因子与谐振频率的乘积(Q.f)介于4000~12000GHz,谐振频率温度系数(Tcf)介于-150~250ppm/℃且可基于成分调节Tcf至近零。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于信息功能陶瓷制造领域,具体涉及到一种(1-Z)Lia45Rea45CaaiT13-Jfii0.5Ae0.5Me03。
技术介绍
随着卫星通讯技术的快速发展,小型手持式卫星通讯电话的需求越来越大,然而,卫星通讯电话的小型化意味着需要更高微波介电常数的陶瓷器件。在评价微波介质陶瓷的性能时,主要有介电常数G品质因子(奶谐振频率(/)的乘积必值、谐振频率温度系数Tf三个关键参数。其中介电常数和品质因子是相互制约的,其中一个参数的提高意味着另外一个参数必须有所降低,介电常数的升高同时导致大幅度升高了谐振频率温度系数,使得近些年高介电微波陶瓷基本没有取得较大的进步,因而需要积极寻求新的体系和材料设计方法来改善微波介电性能。仔细观察高介电微波陶瓷,可以发现先兆性铁电体和具有弱铁电性的材料,都能够获得很大的介电常数,如SrTi03、(Ba, Sr) 1103等,但这些铁电材料均具有极高的正谐振频率温度系数和高的损耗,因而极大限制了其应用和改善性能的空间。基于此,本专利技术采用高负谐振频率温度系数的微波介质陶瓷,固溶铁电体或先兆性铁电体(谐振频率温度系数一般偏正),形成高介电、中损耗、谐振频率温度系数相对小的一类新型微波陶瓷体系。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供(1-Z)Litl.A5Rea45CaaiT13-^Bia5Aea5MeO3, 其组成通式为!(1-Z)Lici 45Reci 45Caci5AeQ 5Me03,式中,Me 为 Zr、T1、Sn、Mn 中的一种,Ae 为 Na、L1、K 中的一种,而 Re 为 Sm、Nd、Gd、Dy 中的一种;0.05 彡 0.5。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的, 一种(1-3 Li。.Jea45Caci lT13-述Ici 5Aetl 5MeO3,包括如下步骤: 1)采用传统粉体合成技术合成(1-Z)Lia45Re0.^CaaiT13-Jfiia5Aea5MeO3粉体:选择高纯度(兰 99.8%)的 Li2CO3' Re2O3、CaCO3、Bi2O3' Ae2CO3、Ti02、MeO2粉末为原料,按照 Li 2C03:Re2O3:CaCO 3:T1 2:Bi 203:Ae 2C03:Me0 2 = (0.225-0.225x): (0.225-0.225x): (0.1-0.1x):(1-x):0.25x:0.25 x: z的摩尔比例混合,然后在高能球磨机中充分混合,取出烘干, 2)研磨,在1050~1150°C保温 3~6 小时合成(1-Z)Lia Jea45CaaiT13-Aia5Aea5MeO3粉体。3)采用高温高压烧结技术制备(1-Z) Li。.^Rea45CaaiT13-Jfiia5Aea5MeO3高介电微波陶瓷:把步骤2)中所得粉体在高能球磨机中二次球磨,烘干,把烘干粉体装入高温高压烧结炉的石墨模具中,快速加压至40~80MPa,升温至950~1200 °C并保温3~6分钟,冷却即制备得(1-x) Li0.45Re0.45Ca0.J13-^i0.5Ae0.5Me03高介电微波陶瓷。测试结果,(1-x)Li0.45Re0.45Ca0.J13-^i0.5Ae0.5Me03高介电微波陶瓷,介电常数(D介于75~190,品质因子与谐振频率的乘积(Q./)介于4000~12000GHz,谐振频率温度系数(U介于-150~250ppm/°C且可基于成分调节7^至近零。有益效果 制备方法简单,存储密度大。【具体实施方式】以下基于十二个具体实施例来说明本专利技术。本领域的技术人员能够理解,这些实施例仅用于说明本专利技术的目的,而不是限制本专利技术的范围。实施例1: (I)采用传统粉体合成技术制备0.QSLia45Sma45CaaiT13-0.05Bia5Naa5T13粉体:选择高纯度(兰 99.8%)的 Li2C03、Sm203、CaC03、Bi203、Na2C03、Ti02粉末为原料,按照 Li 2C03:Sm2O3:CaC03:Bi 203:Na2C03:Ti02 = 0.21375:0.21375:0.095:0.0125:0.0125:1 的摩尔比例混合,然后在高能球磨机中充分混合,取出烘干。(2)研磨,在 1150°C保温 6 小时合成 0.95Li0 45Sm0 45Ca0.J13-0.0SBici 5Natl 5T13粉体。(3)采用高温高压烧结技术制备 0.QSLia45Sma45CaaiT13-0.0SBia5Naa5T13高介电微波陶瓷:把(2)中所得粉体在高能球磨机中二次球磨,烘干,把烘干粉体装入高温高压烧结炉的石墨模具中,快速加压至40MPa,升温至1000°C并保温3分钟,冷却即制备得0.QSLia45Sma45CaaiT13-0.05BiQ.5NaQ.5Ti03高介电微波陶瓷。性能测试结果:εr= 75,Q.f = 11980GHz,Tci = _150ppm/°C。实施例2: (I)采用传统粉体合成技术制备0.SLia45Sma45CaaiT13-0.5Bia5Naa5T13粉体:选择高纯度(兰 99.8%)的 Li2CO3' Sm2O3、CaCO3、Bi2O3' Na2CO3、T12粉末为原料,按照 Li 2C03:Sm 203:CaC03:Bi 203:Na2C03:Ti02 = 0.1125:0.1125:0.05:0.125:0.125:1 的摩尔比例混合,然后在高能球磨机中充分混合,取出烘干。(2)研磨,在 ΙΟδΟ?保温 3 小时合成 0.05Li0 45Sm0 45Ca0.J13-0.95Bia5Naa5T13粉体。( 3 )采用高温高压烧结技术制备 0.SLia45Sma45CaaiT13-0.5Bia5Naa5T13高介电微波陶瓷:把(2 )中所得粉体在高能球磨机中二次球磨,烘干,把烘干粉体装入高温高压烧结炉的石墨模具中,快速加压至50MPa,升温至950°C并保温6分钟,冷却即制备得0.5Li0.45Sm0.45Ca0.J13-0.5Bi0.5Na0.5Ti03高介电微波陶瓷。性能测试结果:εr= 190,Q.f = 4031GHz,Tcf = 135ppm/°C。实施例3: (I)采用传统粉体合成技术制备0.SLia45Sma45CaaiT13-0.2Bia5Lia5T13粉体:选择高纯度(兰 99.8%)的 Li2CO3' Sm2O3、CaC03、Bi2O3' T12粉末为原料,按照 Li 2C03:Sm 203:CaC0 3:Bi2O3 = T12 = 0.23:0.18:0.08:0.05:1的摩尔比例混合,然后在高能球磨机中充分混合,取出烘干。(2)研磨,在 1050°C保温5小时合成0.8Li0 45Sm0 45Ca0.J13-0.SBitl 5Litl 5T13粉体。( 3 )采用高温高压烧结技术制备 0.SLia45Sma45CaaiT13-0.2Bia5Lia5T13高介电微波陶瓷:把(2 )中所得粉体在高能球磨机中二次球磨,烘干,把烘干粉体装入高温高压烧结炉的石墨模具中,快速加压至80MPa,升温至950°C并保温4分钟,冷却即制备得0.SLi0.45S本文档来自技高网...

【技术保护点】
(1‑x)Li0.45Re0.45Ca0.1TiO3‑xBi0.5Ae0.5MeO3高介电微波陶瓷,其特征是:其组成通式为(1‑x)Li0.45Re0.45Ca0.1TiO3‑xBi0.5Ae0.5MeO3,其中:0.05≤x≤0.5,Me为Zr、Ti、Sn、Mn中的一种,Ae为 Na、Li、K中的一种,而Re为Sm、Nd、Gd、Dy中的一种。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:袁昌来王子兴杨涛冯琴周昌荣许积文黎清宁刘飞陈国华
申请(专利权)人:桂林电子科技大学
类型:发明
国别省市:广西;45

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