專利名稱：一種新型中溫?zé)Y(jié)微波介質(zhì)陶瓷材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電子信息材料與元器件領(lǐng)域，尤其涉及一種以SiTiTa2O8為化學(xué)式的新型中溫?zé)Y(jié)微波介質(zhì)陶瓷材料。
背景技術(shù)：
微波介質(zhì)陶瓷為現(xiàn)代移動(dòng)通訊、衛(wèi)星通訊和軍用雷達(dá)所用諧振器、濾波器、介質(zhì)基板等微波元器件的關(guān)鍵材料。隨著電子信息技術(shù)不斷向高頻化和數(shù)字化方向發(fā)展，對(duì)元器件的小型化，集成化以至模塊化的要求也越來越迫切。因此追求高品質(zhì)因數(shù)、高介電常數(shù)、 近零或可調(diào)溫度系數(shù)以及低的燒結(jié)溫度為當(dāng)前微波介質(zhì)陶瓷材料的研究熱點(diǎn)。隨著電子陶瓷材料的不斷發(fā)展，為滿足不同應(yīng)用，各種性能優(yōu)異的新體系材料也不斷涌現(xiàn)。鈮/鉭酸鹽系陶瓷材料以其優(yōu)異的介電性能近年來受到了研究者的廣泛關(guān)注， 針對(duì)不同體系，不同性能要求，國內(nèi)外研究者開展了大量的研究工作，已取得不同程度的進(jìn)展。ZnTiTa2O8為錳鉭礦結(jié)構(gòu)微波介質(zhì)陶瓷材料，其結(jié)構(gòu)及性能國內(nèi)外還未見報(bào)道。本發(fā)明采用傳統(tǒng)固相法，制備出了中溫?zé)Y(jié)的SiTiTa2O8微波介質(zhì)陶瓷，并測(cè)試了其微波介電性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是適應(yīng)電子信息技術(shù)不斷向高頻化和數(shù)字化方向發(fā)展需要，提供一種溫度穩(wěn)定性高、中介電常數(shù)、高品質(zhì)因數(shù)(Qf值)的新型中溫?zé)Y(jié)的鉭酸鈦鋅(ZnTiTa2O8) 微波介質(zhì)陶瓷。本發(fā)明通過如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明新型中溫?zé)Y(jié)微波介質(zhì)陶瓷材料，原料組分及其摩爾百分比含量為 ZnTiTa2O80其制備步驟如下(1)將原料aiO、Ta2O5, TiO2分別按SiTiTa2O8的化學(xué)計(jì)量比稱量配料；(2)將步驟(1)配置好的化學(xué)原料混合，放入球磨罐中，加入氧化鋯球和去離子水，原料去離子水鋯球的質(zhì)量比為1 1 1.2，球磨1 8小時(shí)，將球磨后的原料于紅外干燥箱中烘干，過篩；(3)將步驟( 混合均勻的粉料在800°C煅燒3小時(shí)合成熔塊；(4)將步驟C3)熔塊中加入0. 35 0. 75%聚乙烯醇放入球磨罐中，加入氧化鋯球和去離子水，球磨4 12小時(shí)，烘干后過篩，再用粉末壓片機(jī)壓制成坯體；(5)將步驟(4)坯體于1100 1200°C燒結(jié)2 6小時(shí)，制得ZnTiTii2O8微波介質(zhì)陶瓷；(6)用網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)試微波介質(zhì)陶瓷的微波介電性能。所述步驟(1)的原料為純度大于99. 9%的分析純?cè)?。所述步驟O)的球磨設(shè)備為行星式球磨機(jī)，轉(zhuǎn)速為400r/min。所述步驟O)的球磨后的原料于紅外干燥箱中80 120°C烘干。
所述步驟(4)的坯體為010mmX5mm的圓柱型坯體，壓片機(jī)的表壓力為6 IOMPa0本發(fā)明的有益效果是，提供了一種中溫?zé)Y(jié)的SiTiTa2O8微波介質(zhì)陶瓷，其燒結(jié)溫度相對(duì)較低，為1100 1200°C，介電常數(shù)為36 41，品質(zhì)因數(shù)高，為46，000 65，000GHz, 溫度穩(wěn)定性好，諧振頻率溫度系數(shù)為-24. 58 7. 59 X 10_6/°C。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。本發(fā)明采用純度大于99. 9%的分析純?cè)?，依SiTiTa2O8的化學(xué)計(jì)量比進(jìn)行配料、 混合，按混合原料去離子水鋯球的質(zhì)量比為1 1 1.2的比例加入尼龍球磨罐中，在轉(zhuǎn)速為400r/min行星式球磨機(jī)上球磨1 8小時(shí)，在1500W紅外干燥箱中于80 120°C烘干；于800°C預(yù)燒3h，制得熔塊；在此熔塊中加入質(zhì)量百分比為0. 35 0. 75%聚乙烯醇放入球磨罐中，加入氧化鋯球和去離子水，球磨4 12小時(shí)，烘干后過篩，再用粉末壓片機(jī)以 6 IOMPa的壓力壓制成Φ IOmmX 5mm的圓柱型坯體；將圓柱型坯體于1100 1200°C燒結(jié) 2 6小時(shí)，制得微波介質(zhì)陶瓷。本發(fā)明具體實(shí)施例的原料配比為6. 7460克&ι0、36. 6307克Ta205、6. 6233克 Ti02。具體實(shí)施例的相關(guān)工藝參數(shù)和微波介電性能的測(cè)試結(jié)果詳見表2。表權(quán)利要求
1.一種新型中溫?zé)Y(jié)微波介質(zhì)陶瓷材料，原料組分及其摩爾百分比含量為SiTiTa2O8 ；其制備步驟如下(1)將原料aiO、Ta2O5,TiO2分別按ZnTiTEi2O8的化學(xué)計(jì)量比稱量配料；(2)將步驟(1)配置好的化學(xué)原料混合，放入球磨罐中，加入氧化鋯球和去離子水，原料去離子水鋯球的質(zhì)量比為1 1 1.2，球磨1 8小時(shí)，將球磨后的原料于紅外干燥箱中烘干，過篩；(3)將步驟( 混合均勻的粉料在800°C煅燒3小時(shí)合成熔塊；(4)將步驟(3)熔塊中加入0.35 0. 75%聚乙烯醇放入球磨罐中，加入氧化鋯球和去離子水，球磨4 12小時(shí)，烘干后過篩，再用粉末壓片機(jī)壓制成坯體；(5)將步驟(4)坯體于1100 1200°C燒結(jié)2 6小時(shí)，制得ZnTiTii2O8微波介質(zhì)陶瓷；(6)用網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)試微波介質(zhì)陶瓷的微波介電性能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的新型中溫?zé)Y(jié)微波介質(zhì)陶瓷材料，其特征在于，所述步驟(1)的原料為純度大于99. 9%的分析純?cè)稀?br> 3.根據(jù)權(quán)利要求1的新型中溫?zé)Y(jié)微波介質(zhì)陶瓷材料，其特征在于，所述步驟(2)的球磨設(shè)備為行星式球磨機(jī)，轉(zhuǎn)速為400r/min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的新型中溫?zé)Y(jié)微波介質(zhì)陶瓷材料，其特征在于，所述步驟(2)的球磨后的原料于紅外干燥箱中80 120°C烘干。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的新型中溫?zé)Y(jié)微波介質(zhì)陶瓷材料，其特征在于，所述步驟⑷的坯體為Φ IOmmX 5mm的圓柱型坯體，壓片機(jī)的表壓力為6 lOMPa。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種新型中溫?zé)Y(jié)微波介質(zhì)陶瓷材料，原料組分及其摩爾百分比含量為ZnTiTa2O8；制備步驟為(1)配料；(2)混料、球磨、烘干、過篩；(3)800℃煅燒合成熔塊；(4)將步驟(3)熔塊中加入0.35～0.75％聚乙烯醇、球磨、烘干、過篩，再壓制成型；(5)將坯體于1100～1200℃燒結(jié)，制得ZnTiTa2O8微波介質(zhì)陶瓷；(6)測(cè)試微波介電性能。本發(fā)明燒結(jié)溫度低，為1100～1200℃，介電常數(shù)為36～41，品質(zhì)因數(shù)高，為46,000～65,000GHz，溫度穩(wěn)定性好，諧振頻率溫度系數(shù)為-24.58～7.59×10-6/℃。本發(fā)明用于現(xiàn)代移動(dòng)通訊、衛(wèi)星通訊和軍用雷達(dá)所用的諧振器、濾波器、介質(zhì)基板等微波元器件。
文檔編號(hào)C04B35/622GK102219515SQ20111010561
公開日2011年10月19日 申請(qǐng)日期2011年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月26日
發(fā)明者吳霞宛, 廖擎瑋, 張志萍, 李玲霞, 王洪茹 申請(qǐng)人:天津大學(xué)