專利名稱：：一種適用于介質(zhì)諧振腔的微波介質(zhì)陶瓷材料及其制備方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及微波介質(zhì)陶瓷材料及其制備方法，尤其涉及一種應用于介質(zhì)諧振腔的微波介質(zhì)陶瓷材料及其制備方法。
背景技術：
：應用于移動通訊基站的濾波器必須具有很好的頻率選擇特性、小型化及低成本化。原有的金屬同軸腔濾波器雖然價格便宜，但其無載Q值低、頻率溫度穩(wěn)定性差(負溫度系數(shù))，不能滿足現(xiàn)代移動通訊基站的要求。一般的金屬同軸諧振腔，中心導體和屏蔽金屬之間是空氣，如果在原來放置中心導體的位置，合適的安放好高介電常數(shù)的介質(zhì)，就構成了介質(zhì)諧振腔?，F(xiàn)在使用的微波介質(zhì)陶瓷材料，追求具有近零的頻率溫度系數(shù)，在和金屬腔匹配時，由于金屬諧振腔具有較大的負溫度系數(shù)，不能改善濾波器的溫度系數(shù)。為了滿足現(xiàn)代移動通訊的要求，用較高Q值、一定介電常數(shù)、具有正溫度系數(shù)的陶瓷材料加載金屬同軸諧振腔(介質(zhì)諧振腔)來制造微波濾波器(介質(zhì)諧振腔濾波器)，越來越得到通訊行業(yè)的重視。首先，陶瓷介質(zhì)具有較高的介電常數(shù)且介質(zhì)諧振腔的無載Q值很高，由它做成的介質(zhì)諧振腔濾波器體積小，插入損耗低，選擇性能好；其次，可以通過使用低成本的、正頻率溫度系數(shù)的介質(zhì)陶瓷材料，降低濾波器成本，改善濾波器頻率溫度特性。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種具有較高Q值、正溫度系數(shù)、生產(chǎn)工藝簡單、低成本的適用于介質(zhì)諧振腔的微波介質(zhì)陶瓷材料及其制備方法。本發(fā)明的技術方案是它由主晶相和改性添加劑組成，所述的主晶相通式為XMgTiO3-(1-x)CaTiO3,其中0.90彡χ彡0.97；所述的改性添加劑是MgO，以及CeO2,MnO2,SiO2,B2O3中的一種或幾種與MgO復配而成；按主晶相和改性添加劑的總重量份計，所述改性添加劑含量占總重量的1.0-4.0%。所述改性添加劑組成按重量份計是MgO1-1.6%,CeO20-0.5%,MnO2:0_1.5%,SiO20-0.2%,B2O30-0.2%。本發(fā)明按以下步驟制備1)、配料；將所述主晶相以及所述改性添加劑按重量份混合，得混合料；2)、球磨；將上述混合料投入球磨機，再加入磨球和水，混合料與磨球與水的重量比是11.8-2.20.5-0.8，球磨4-8小時，出料；3)、造粒；往球磨后的混合料中按重量比10.08-0.12加入聚乙烯醇溶液，均勻攪拌1.5-2.5小時，進行噴霧造粒，造粒尺寸控制在80250目；4)、成型；將上述粒料放入成型模具中，在IOOMPa壓力下干壓成型，得坯體；5)、燒結；將上述坯體置入1320_1420°C環(huán)境中燒結2_5小時，出料，冷卻，制得。本發(fā)明的微波介質(zhì)陶瓷材料，經(jīng)檢測具有較高的Q值，中等介電常數(shù)，正的諧振頻率溫度系數(shù)。用該材料所制得的元器件應用于介質(zhì)諧振腔中，與相同頻率下的金屬同軸諧振腔相比，介質(zhì)諧振腔體積小、無載Q值高，頻率溫度系數(shù)<10ppm/°C，較好的滿足了移動通訊基站使用需求。本發(fā)明中所涉及到的微波介質(zhì)陶瓷材料制備方法與傳統(tǒng)的生產(chǎn)技術相比，生產(chǎn)工藝過程基本相同，主要區(qū)別是省掉了預燒工藝，簡化了生產(chǎn)流程，降低了生產(chǎn)成本。具體實施例方式實施例一一、1、按通式為0.9MgTi03-0.lCaTi03配制主晶相材料100kg；2、配制改性添加劑；MgO:1kgCe020.5kgMn02:0kgSi02:0kgB203:0kg共計1.5kg二、1)、配料；將所述主晶相以及所述改性添加劑按重量份混合，得混合料；2)、球磨；將上述混合料投入球磨機，再加入磨球和水，混合料與磨球與水的重量比是11.80.5，球磨4小時，出料；3)、造粒；往球磨后的混合料中按重量比10.08加入聚乙烯醇溶液，均勻攪拌1.5小時，進行噴霧造粒，造粒尺寸控制在80目；4)、成型；將上述粒料放入成型模具中，在lOOMPa壓力下干壓成型，得坯體；5)、燒結；將上述坯體置入1320°C環(huán)境中燒結5小時，出料，冷卻，制得。實施例二一、1、按通式為0.97MgTi03-0.03CaTi0s配制主晶相材料100kg；2、配制改性添加劑；MgO:1.6kgCe02:0kgMn02:1.5kgSi02:0.2kgB203:0.2kg共計3.5kg二、1)、配料；將所述主晶相以及所述改性添加劑按重量份混合，得混合料；2)、球磨；將上述混合料投入球磨機，再加入磨球和水，混合料與磨球與水的重量比是12.20.8，球磨8小時，出料；3)、造粒；往球磨后的混合料中按重量比10.12加入聚乙烯醇溶液，均勻攪拌2.5小時，進行噴霧造粒，造粒尺寸控制在250目；4)、成型；將上述粒料放入成型模具中，在lOOMPa壓力下干壓成型，得坯體；5)、燒結；將上述坯體置入1420°C環(huán)境中燒結2小時，出料，冷卻，制得。實施例三一、1、按通式為0.97MgTi03-0.03CaTi0s配制主晶相材料100kg；2、配制改性添加劑；MgO:1.6kgCe020.3kgMn02:1kgSi02:0.lkgB203:0.lkg共計3.lkg二、1)、配料；將所述主晶相以及所述改性添加劑按重量份混合，得混合料；2)、球磨；將上述混合料投入球磨機，再加入磨球和水，混合料與磨球與水的重量比是120.75，球磨6小時，出料；3)、造粒；往球磨后的混合料中按重量比10.1加入聚乙烯醇溶液，均勻攪拌2小時，進行噴霧造粒，造粒尺寸控制在150目；4)、成型；將上述粒料放入成型模具中，在lOOMPa壓力下干壓成型，得坯體；5)、燒結；將上述坯體置入1380°C環(huán)境中燒結3小時，出料，冷卻，制得。本發(fā)明的主旨是調(diào)節(jié)微波介質(zhì)陶瓷材料的組成配比，利用固相法工藝，得到一種具有較高Q值、正溫度系數(shù)、生產(chǎn)工藝簡單、低成本的微波介質(zhì)陶瓷材料。該材料特別適用于介質(zhì)諧振腔濾波器的制備。性能檢測例按照表1的配方，準確稱量各原材料。表1:xMgTi03_(1-x)CaTi03微波介質(zhì)陶瓷材料組成<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>然后按料球水=120.6比例在砂磨機中球磨5小時，加入聚乙烯醇溶液攪拌2小時后噴霧造粒，然后將造好粒的料粉在lOOMPa壓力下壓制成直徑18mm、厚度810mm的圓柱坯體，將坯體在1320°C1420°C下燒結25小時，得到所需的微波介質(zhì)陶瓷材料。對相關性能的檢測，采用Ailment8753ET網(wǎng)絡分析儀，根據(jù)空腔法用微波頻率的橫向電場(TE011模)分析樣品的介電性能，測試頻率在68GHz。通過測量介質(zhì)諧振器的諧振頻率隨溫度的變化率得到樣品的諧振頻率溫度系數(shù)，測量的溫度范圍為-40°C85°C。其性能測試參數(shù)如表2所示表2:xMgTi03-(l-x)CaTi03微波介質(zhì)陶瓷材料性能<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>根據(jù)上述檢測結果，可以判斷本發(fā)明的技術方案制得的陶瓷材料，在應用于介質(zhì)諧振腔時，在相近的介電常數(shù)范圍內(nèi)，其Qf(GHz)、溫度系數(shù)指標比現(xiàn)有技術的鈦酸鎂基陶瓷材料更加優(yōu)越。權利要求一種適用于介質(zhì)諧振腔的微波介質(zhì)陶瓷材料，其特征在于，它由主晶相和改性添加劑組成，所述的主晶相通式為xMgTiO3-(1-x)CaTiO3，其中0.90≤x≤0.97；所述的改性添加劑是MgO，以及CeO2、MnO2、SiO2、B2O3中的一種或幾種與MgO復配而成；按主晶相和改性添加劑的總重量份計，所述改性添加劑含量占總重量的1.0-4.0％。2.根據(jù)權利要求1所述的一種適用于介質(zhì)諧振腔的微波介質(zhì)陶瓷材料，其特征在于所述改性添加劑組成按重量份計是MgO1-1.6%,Ce020-0.5%,Mn020-1.5%,Si020-0.2%,B203:0-0.2%。3.一種制備權利要求1所述一種適用于介質(zhì)諧振腔的微波介質(zhì)陶瓷材料的方法，其特征在于，它按以下步驟制備1)、配料；將所述主晶相以及所述改性添加劑按重量份混合，得混合料；2)、球磨；將上述混合料投入球磨機，再加入磨球和水，混合料與磨球與水的重量比是11.8-2.20.5-0.8，球磨4-8小時，出料;3)、造粒；往球磨后的混合料中按重量比10.08-0.12加入聚乙烯醇溶液，均勻攪拌1.5-2.5小時，進行噴霧造粒，造粒尺寸控制在80-250目；4)、成型；將上述粒料放入成型模具中，在lOOMPa壓力下干壓成型，得坯體；5)、燒結；將上述坯體置入1320-1420°C環(huán)境中燒結2-5小時，出料，冷卻，制得。全文摘要一種適用于介質(zhì)諧振腔的微波介質(zhì)陶瓷材料及其制備方法，涉及微波介質(zhì)陶瓷材料及其制備方法。具有較高Q值、正溫度系數(shù)、生產(chǎn)工藝簡單、低成本。它由主晶相和改性添加劑組成，主晶相通式為xMgTiO3-(1-x)CaTiO3，其中0.90≤x≤0.97；所述的改性添加劑是MgO，以及CeO2、MnO2、SiO2、B2O3中的一種或幾種與MgO復配而成；改性添加劑含量占總重量的1.0-4.0％。制備步驟1)配料；2)球磨；3)造粒；4)成型；5)燒結。本發(fā)明經(jīng)檢測具有較高的Q值，中等介電常數(shù)，正的諧振頻率溫度系數(shù)。用該材料所制得的元器件應用于介質(zhì)諧振腔中，與相同頻率下的金屬同軸諧振腔相比，介質(zhì)諧振腔體積小、無載Q值高，頻率溫度系數(shù)＜10ppm/℃，較好的滿足了移動通訊基站使用需求。文檔編號C04B35/622GK101830695SQ20101015679公開日2010年9月15日申請日期2010年4月27日優(yōu)先權日2010年4月27日發(fā)明者嚴盛喜,張益勇,趙明,韋玉華申請人:江蘇江佳電子股份有限公司