一種連體式同軸介質(zhì)濾波器的成型方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種連體式同軸介質(zhì)濾波器坯體的成型方法，包括：軋膜法制備陶瓷膜片，將陶瓷膜片疊層并加熱加壓處理使膜片緊密結(jié)合成為密實(shí)生坯塊，對(duì)生坯塊按所設(shè)計(jì)的濾波器結(jié)構(gòu)進(jìn)行切割打孔等機(jī)械操作，最后對(duì)陶瓷生坯進(jìn)行排膠及燒結(jié)。本發(fā)明與干壓成型相比，不需要復(fù)雜結(jié)構(gòu)的鋼制模具，避免了模具加工難、成本高、成型后脫模困難、坯體易碎的缺點(diǎn)。本發(fā)明制作的介質(zhì)濾波器生坯由于聚乙烯醇含量較高，使得生坯韌性高，不易破碎，而且燒結(jié)前容易進(jìn)行機(jī)械加工，可以靈活制作復(fù)雜結(jié)構(gòu)的陶瓷器件生坯，能夠有效的提高生產(chǎn)率、成品率。與凝膠注模成型相比，本發(fā)明使用的聚乙烯醇、甘油等有機(jī)物，廉價(jià)安全，對(duì)人體和環(huán)境均無(wú)害，滿足綠色化生產(chǎn)的要求。
【專利說(shuō)明】一種連體式同軸介質(zhì)濾波器的成型方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于微波陶瓷與器件領(lǐng)域，更具體地，涉及一種連體式同軸介質(zhì)濾波器坯 體的成型方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 濾波器廣泛應(yīng)用于微波/射頻電路中，其性能的好壞直接影響到系統(tǒng)的性能。當(dāng) 今無(wú)線通訊技術(shù)迅猛發(fā)展，對(duì)濾波器小型化、兼容性的要求越來(lái)越高。連體式介質(zhì)濾波器 和雙工器是一個(gè)長(zhǎng)方體介質(zhì)塊上表面到下表面帶有一系列平行的通孔作為諧振器，介質(zhì)塊 表面鍍有金屬電極圖案作為輸入輸出稱合和諧振器間電感電容稱合，與傳統(tǒng)的同軸濾波器 相比不需要額外的耦合結(jié)構(gòu)，滿足小型化的要求，而且Q值高、插入損耗低，受到了廣泛的 重視。介質(zhì)塊上通孔個(gè)數(shù)即諧振器個(gè)數(shù)越多，濾波器帶外衰減越好，頻率特性曲線越接近矩 形，但通孔的增多會(huì)導(dǎo)致器件成型困難。目前，常規(guī)的同軸介質(zhì)濾波器成型方法是干壓粉末 成型和凝膠注模成型。
[0003] 干壓粉末成型是將經(jīng)過造粒、流動(dòng)性好的粉體裝入模具，沿單軸方向加壓將粉料 壓制成一定形狀的坯體。坯體具有密度高，燒結(jié)收縮小，形狀規(guī)則不易變型等優(yōu)點(diǎn)，但需要 按照器件結(jié)構(gòu)制作鋼制模具，由于器件尺寸小、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，模具加工難、成本高，實(shí)際操作中 脫模困難、坯體易破碎，效率低，成品率低。
[0004] 凝膠注模成型是在低粘度高固相含量的漿料懸浮液中加入少量的有機(jī)單體，然后 利用催發(fā)劑和引發(fā)劑，使懸浮體中的有機(jī)單體聚合交聯(lián)形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而使液態(tài)漿 料原位固化成型。凝膠注模成型對(duì)模具要求不高，可成型復(fù)雜結(jié)構(gòu)的陶瓷，濕坯強(qiáng)度較高， 易脫模，生坯塑性較好，可進(jìn)行機(jī)械加工。凝膠注模成型中使用的有機(jī)單體丙烯酰胺、交聯(lián) 劑Ν，Ν'-亞甲基雙丙烯酰胺、催化劑Ν，Ν，Ν'，Ν'-四甲基乙二胺等有機(jī)溶劑均為有毒 物質(zhì)，大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)容易危害人體和環(huán)境。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是為了提供一種連體式同軸介質(zhì)濾波器坯體的成型方法，旨在解決 現(xiàn)有連體式同軸介質(zhì)濾波器若采用干壓粉末成型導(dǎo)致操作困難、效率低、成品率低；若采用 凝膠注模成型則導(dǎo)致使用有機(jī)物對(duì)人體環(huán)境有害的技術(shù)問題。
[0006] 本發(fā)明提供的連體式同軸介質(zhì)濾波器坯體的成型方法，包括下述步驟：
[0007] (1)將聚乙烯醇加入到去離子水中緩慢加熱，待聚乙烯醇完全溶解后加入甘油攪 拌均勻，并保溫直至溶液澄清后形成軋膜用塑化劑溶液；
[0008] (2)在陶瓷粉料中加入所述軋膜用塑化劑溶液攪拌均勻后形成混合泥料，并將所 述混合泥料倒在軋膜機(jī)軋輥上混練，混合泥料中水分逐漸蒸發(fā)，直到混合料能夠從軋輥上 整塊取下，形成均勻混合料塊；
[0009] (3)將所述均勻混合料塊放置在所述軋膜機(jī)軋輥上軋制出第一膜片，將所述第一 膜片折疊并作90°倒向后再次放置在所述軋膜機(jī)軋輥上軋制；重復(fù)上述步驟直至軋制出 的膜片均勻、表面無(wú)花紋且排出氣泡后切割成一定大小的第二膜片；
[0010] (4)減小軋膜機(jī)的兩個(gè)軋輥之間的間距，并將所述第二膜片放置在軋膜機(jī)軋輥上 反復(fù)軋制，獲得厚度均勻、柔韌性好的第三膜片；
[0011] (5)將所述第三膜片晾干后疊層至所需厚度L，并在熱壓機(jī)上加熱加壓，使疊層后 的膜片緊密結(jié)合形成坯體塊；所需厚度1=：^=，f為濾波器的中心頻率，ε為材料介電 λτι V ε 常數(shù)；
[0012] (6)將所述坯體塊按預(yù)先設(shè)定的尺寸進(jìn)行切割、打孔后獲得濾波器陶瓷生坯；
[0013] (7)將所述濾波器陶瓷生坯進(jìn)行排膠和燒結(jié)處理后獲得連體式同軸介質(zhì)濾波器坯 體。
[0014] 其中，在步驟（1)中，所述聚乙烯醇、所述去離子水和所述甘油的質(zhì)量百分比分別 為（15%?25% )、（60%?75% )和（10%?15% )。
[0015] 其中，步驟⑵中，陶瓷粉料為（Mg^CaaJyZrvJiC^陶瓷粉料或 Ba (C〇a 8Zna 2) 1/3Nb2/303陶瓷粉料；所述陶瓷粉料與所述軋膜用塑化劑溶液的質(zhì)量比為 (100 : 40)?（100 : 25)。
[0016] 其中，步驟（7)中排膠和燒結(jié)處理分為4個(gè)階段進(jìn)行，第一階段：從室溫按1? 2°C /min升溫至250°C?350°C，保溫120min ;第二階段：按2°C /min升溫至550°C，保溫 60min ;第三階段：按5°C /min升溫至陶瓷粉體燒結(jié)溫度，保溫180min ;第四階段：降溫至室 溫。
[0017] 本發(fā)明與干壓成型相比，不需要復(fù)雜結(jié)構(gòu)的鋼制模具，避免了模具加工難、成本 高、成型后脫模困難、坯體易碎的缺點(diǎn)。發(fā)明使用的軋膜機(jī)操作簡(jiǎn)單，不需要額外的人工培 訓(xùn)，避免了高昂的設(shè)備費(fèi)和人工培訓(xùn)費(fèi)，有效地降低了生產(chǎn)成本。本發(fā)明制作的介質(zhì)濾波器 生坯由于聚乙烯醇含量較高，使得生坯韌性高，不易破碎，而且燒結(jié)前容易進(jìn)行機(jī)械加工， 可以靈活制作復(fù)雜結(jié)構(gòu)的陶瓷器件生坯，能夠有效的提高生產(chǎn)率、成品率。與凝膠注模成型 相比，本發(fā)明使用的聚乙烯醇、甘油等有機(jī)物，廉價(jià)安全，對(duì)人體和環(huán)境均無(wú)害，滿足綠色化 生產(chǎn)的要求。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018] 圖1為本發(fā)明方法的工藝流程圖；
[0019] 圖2為連體式同軸介質(zhì)濾波器結(jié)構(gòu)示意圖，1為長(zhǎng)方體介質(zhì)塊，2為圓柱形通孔，L 為厚度。

【具體實(shí)施方式】
[0020] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì) 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。
[0021] 本發(fā)明提供了一種連體式同軸介質(zhì)濾波器坯體的成型方法，該方法包括下述步 驟：
[0022] 第1步，將聚乙烯醇加入去離子水中緩慢加熱，待聚乙烯醇完全溶解后加入甘油 攪拌均勻，保溫直至溶液澄清后形成軋膜用塑化劑。
[0023] 第2步，在陶瓷粉料中加入上述塑化劑溶液攪拌均勻后形成混合泥料，并將所述 混合泥料倒在軋膜機(jī)軋輥上混練，混合泥料中水分逐漸蒸發(fā)，直到混合料能夠從軋輥上整 塊取下，形成均勻混合料塊。
[0024] 第3步，將所述均勻混合料塊放置在所述軋膜機(jī)軋輥上軋制出較厚的膜片后取 下，將所述較厚的膜片折疊并作90°倒向后再次放置在所述軋膜機(jī)軋輥上軋制；重復(fù)上述 步驟直至軋制出的膜片均勻、表面無(wú)花紋且排出氣泡，最后切割成一定大小的較厚膜片。
[0025] 第4步，減小軋膜機(jī)的兩個(gè)軋輥之間的間距，并將所述一定大小的較厚膜片放置 在軋膜機(jī)軋輥上反復(fù)軋制，獲得厚度均勻、柔韌性好的膜片。
[0026] 第5步，將所述厚度均勻、柔韌性好的膜片晾干后疊層至所需厚度L，并在熱壓機(jī) 上加熱加壓，使疊層后的膜片緊密結(jié)合形成坯體塊。其中，所需厚度是根據(jù)

【權(quán)利要求】
1. 一種連體式同軸介質(zhì)濾波器坯體的成型方法，其特征在于，包括下述步驟： (1) 將聚乙烯醇加入到去離子水中緩慢加熱，待聚乙烯醇完全溶解后加入甘油攪拌均 勻，并保溫直至溶液澄清后形成軋膜用塑化劑溶液； (2) 在陶瓷粉料中加入所述軋膜用塑化劑溶液攪拌均勻后形成混合泥料，并將所述混 合泥料倒在軋膜機(jī)軋輥上混練，混合泥料中水分逐漸蒸發(fā)，直到混合料能夠從軋輥上整塊 取下，形成均勻混合料塊； (3) 將所述均勻混合料塊放置在所述軋膜機(jī)軋輥上軋制出第一膜片，將所述第一膜片 折疊并作90°倒向后再次放置在所述軋膜機(jī)軋輥上軋制；重復(fù)上述步驟直至軋制出的膜 片均勻、表面無(wú)花紋且排出氣泡后切割成一定大小的第二膜片； (4) 減小軋膜機(jī)的兩個(gè)軋輥之間的間距，并將所述第二膜片放置在軋膜機(jī)軋輥上反復(fù) 軋制，獲得厚度均勻、柔韌性好的第三膜片； (5) 將所述第三膜片晾干后疊層至所需厚度L，并在熱壓機(jī)上加熱加壓，使疊層后的膜 片緊密結(jié)合形成坯體塊；所需厚度L =
'為濾波器的中心頻率，ε為材料介電常數(shù)； (6) 將所述坯體塊按預(yù)先設(shè)定的尺寸進(jìn)行切割、打孔后獲得濾波器陶瓷生坯； (7) 將所述濾波器陶瓷生坯進(jìn)行排膠和燒結(jié)處理后獲得連體式同軸介質(zhì)濾波器坯體。
2. 如權(quán)利要求1所述的成型方法，其特征在于，在步驟（1)中，所述聚乙烯醇、所述去離 子水和所述甘油的質(zhì)量百分比分別為（15%?25% )、（60%?75% )和（10%?15% )。
3. 如權(quán)利要求2所述的成型方法，其特征在于，步驟⑵中，陶瓷粉料為 (Mg^Ca^UrvJiC^陶瓷粉料或Ba(C〇(l. 8Zna2)1/3Nb2/303陶瓷粉料；所述陶瓷粉料與所述 軋膜用塑化劑溶液的質(zhì)量比為（100 : 40)?（100 : 25)。
4. 如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的成型方法，其特征在于，步驟（7)中排膠和燒結(jié)處理 分為4個(gè)階段進(jìn)行，第一階段：從室溫按1?2°C /min升溫至250°C?350°C，保溫120min ; 第二階段：按2°C /min升溫至550°C，保溫60min ;第三階段：按5°C /min升溫至陶瓷粉體 燒結(jié)溫度，保溫180min ;第四階段：降溫至室溫。
【文檔編號(hào)】B28B3/00GK104098337SQ201410320880
【公開日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2014年7月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月8日
【發(fā)明者】呂文中, 張文杰, 王曉川, 范桂芬, 梁飛, 汪小紅, 付明 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué)