一种高Q值微波介质材料制造技术

本发明专利技术公开了一种高Q值微波介质材料，先将BaCO

A high Q microwave dielectric material

【技术实现步骤摘要】
一种高Q值微波介质材料
本专利技术属于一种以成分为特征的介质材料组合物，特别涉及一种介质加载双工器用高Q值(品质因数)微波介质材料及其制备方法。
技术介绍
随着现代战争的不断演变，在军事对抗中需要处理的信息越来越多，通信系统的工作频率也在不断提高。目前，军事卫星与雷达等系统的工作频率达Ku波段(12-18GHz)以上，传统LC双工器工作频率在3GHz以下，无法满足高频率、大容量的军事应用需求。而由较高Q值(Qf＞100,000GHz)、较高介电常数(＞20)和近零频率温度系数微波介质陶瓷制备的介质加载双工器，具有插损低，容量大、应用频率高、稳定性好等优点，是现代航空航天、军事通信系统收发组件的核心元器件。其中Ba(Mg1/3Ta2/3)O3陶瓷为制备介质加载双工器的最佳材料，但传统方法制备的Ba(Mg1/3Ta2/3)O3陶瓷品质因数较低(～10,000GHz)。因此，本专利技术采用Zn4+离子异价取代对Ba(Mg1/3Ta2/3)O3进行改性，引入晶格缺陷，加速降温与退火过程中的离子重排，获得的介质体系具有较高Q值，兼具较高介电常数与近零谐振频率温度系数，除双工器外还可应用于滤波器、介质基板等部件，并有望应用于毫米波通信，对国防安全和国民经济具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的，是克服现有的Ba(Mg1/3Ta2/3)O3微波介质材料在高温下烧结易生成介电性能差的第二相，导致Qf值降低的缺点，提供一种高Q值微波介质材料。本专利技术通过如下技术方案予以实现。一种高Q值微波介质材料，合成物表达式为Ba[(Mg1-xZnx)1/3Ta2/3]O3，其中x＝0.1～0.4；上述高Q值微波介质材料的制备方法，具有如下步骤：(1)将BaCO3、MgO、ZnO和Ta2O5按化学计量式Ba[(Mg1-xZnx)1/3Ta2/3]O3，x＝0.1～0.4进行配料，放入聚酯罐中，加入去离子水和锆球后，球磨4～24小时；(2)将步骤(1)球磨后的原料放入干燥箱中，于100～120℃烘干，然后过40目筛；(3)将步骤(2)过筛后的粉料放入中温炉中，于1200～1300℃预烧，保温2～8小时，然后过40目筛；(4)将步骤(3)过筛后的粉料放入聚酯罐中，加入去离子水和锆球，球磨6～12小时；(5)将步骤(4)球磨后的浆料放入干燥箱中，于100～120℃烘干，外加质量百分比为8％～10％的石蜡作为粘合剂进行造粒，过80目筛，用粉末压片机以2～4MPa压力压制成生坯；(6)将步骤(5)的生坯于1560℃～1620℃烧结，保温2～8小时，制成高Q值微波介质材料。所述步骤(1)或(4)的原料与去离子水和锆球的质量比为1︰20︰15。所述步骤(1)或(4)的球磨采用行星式球磨机，转速为400转/分。所述步骤(6)的烧结温度为1600℃。本专利技术以BaCO3、MgO、ZnO和Ta2O5为原料，制备的高Q值微波介质材料Ba[(Mg1-xZnx)1/3Ta2/3]O3(x＝0.1～0.4)。在微波频段下，相比于纯相Ba(Mg1/3Ta2/3)O3(Qf～10,000GHz)，该材料制品的Qf值提高至150,000GHz以上。在最佳烧结温度(1600℃)下的Qf值高达186,000GHz，具有较高的品质因数，近零的谐振频率温度系数(最低为-2.3ppm/℃)，该陶瓷体系制备工艺简单，同时兼具较高的εr值(24.63～26.21)，制成的介质加载双工器具有广泛的应用前景。具体实施方式本专利技术采用的原料均为分析纯试剂，下面通过具体实施例对本专利技术作进一步描述。实施例1(1)将BaCO3、MgO、ZnO和Ta2O5按化学计量式Ba[(Mg0.8Zn0.2)1/3Ta2/3]O3进行配料，原料配比为：6.6444gBaCO3、0.3655gMgO、0.1809gZnO和4.9104gTa2O5。将约12g的混合粉料放入聚酯罐中，加入200ml去离子水，加入150g的锆球后，在行星式球磨机上球磨12小时，转速为400转/分；(2)将步骤(1)球磨后的原料放入干燥箱中，于120℃烘干，然后过40目筛；(3)将步骤(2)过筛后的粉料放入中温炉中，于1250℃预烧，保温4小时，然后过40目筛；(4)将步骤(3)过筛后的粉料放入聚酯罐中，加入200ml去离子水，加入150g的锆球后，在行星式球磨机上球磨8小时，转速为400转/分；(5)将步骤(4)球磨后的浆料放入干燥箱中，于120℃烘干，外加质量百分比为8％的石蜡作为粘合剂进行造粒，过80目筛，用粉末压片机以4MPa的压力制成生坯；(6)将步骤(5)的生坯于1600℃烧结，保温6小时，制成高Q值微波介质材料；(7)通过网络分析仪测试所得制品的微波介电性能。实施例2(1)将BaCO3、MgO、ZnO和Ta2O5按化学计量式Ba[(Mg0.7Zn0.3)1/3Ta2/3]O3进行配料，原料配比为：6.6444gBaCO3、0.3198gMgO、0.2714gZnO和4.9104gTa2O5。将约12g的混合粉料放入聚酯罐中，加入200ml去离子水，加入150g的锆球后，在行星式球磨机上球磨12小时，转速为400转/分；(2)将步骤(1)球磨后的原料放入干燥箱中，于120℃烘干，然后过40目筛；(3)将步骤(2)过筛后的粉料放入中温炉中，于1250℃预烧，保温4小时，然后过40目筛；(4)将步骤(3)过筛后的粉料放入聚酯罐中，加入200ml去离子水，加入150g的锆球后，在行星式球磨机上球磨8小时，转速为400转/分；(5)将步骤(4)球磨后的浆料放入干燥箱中，于120℃烘干，外加质量百分比为8％的石蜡作为粘合剂进行造粒，过80目筛，用粉末压片机以4MPa的压力制成生坯；(6)将步骤(5)的生坯于1600℃烧结，保温6小时，制成高Q值微波介质材料；(7)通过网络分析仪测试所得制品的微波介电性能。实施例3(1)将BaCO3、MgO、ZnO和Ta2O5按化学计量式Ba[(Mg0.9Zn0.1)1/3Ta2/3]O3进行配料，原料配比为：6.6444gBaCO3、0.4112gMgO、0.0905gZnO和4.9104gTa2O5。将约12g的混合粉料放入聚酯罐中，加入200ml去离子水，加入150g的锆球后，在行星式球磨机上球磨12小时，转速为400转/分；(2)将步骤(1)球磨后的原料放入干燥箱中，于120℃烘干，然后过40目筛；(3)将步骤(2)过筛后的粉料放入中温炉中，于1250℃预烧，保温4小时，然后过40目筛；(4)将步骤(3)过筛后的粉料放入聚酯罐中，加入200ml去离子水，加入150g的锆球后，在行星式球磨机上球磨8小时，转速为400转/分；(5)将步骤(4)球磨后的浆料放入干燥箱中，于120℃烘干，外加质量百分比为8％的石本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高Q值微波介质材料，合成物表达式为Ba[(Mg

【技术特征摘要】
1.一种高Q值微波介质材料，合成物表达式为Ba[(Mg1-xZnx)1/3Ta2/3]O3，其中x＝0.1～0.4；
上述高Q值微波介质材料的制备方法，具有如下步骤：
(1)将BaCO3、MgO、ZnO和Ta2O5按化学计量式Ba[(Mg1-xZnx)1/3Ta2/3]O3，x＝0.1～0.4进行配料，放入聚酯罐中，加入去离子水和锆球后，球磨4～24小时；
(2)将步骤(1)球磨后的原料放入干燥箱中，于100～120℃烘干，然后过40目筛；
(3)将步骤(2)过筛后的粉料放入中温炉中，于1200～1300℃预烧，保温2～8小时，然后过40目筛；
(4)将步骤(3)过筛后的粉料放入聚酯罐中，加入去离子水和锆球，球磨6～12小时；
(5)将步骤(4...

【专利技术属性】
技术研发人员：李玲霞，倪立争，杜明昆，王栋，岳涛，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12