三元可低溫?zé)Y(jié)微波介質(zhì)陶瓷及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種Na2O-MgO-V2O5三元可低溫?zé)Y(jié)微波介質(zhì)陶瓷。(1)將純度≥99%的Na2CO3、MgO和NH4VO3的原始粉末按NaMg4V3O12的組成稱量配料；(2)將步驟(1)原料濕式球磨混合4h，以乙醇為球磨介質(zhì)，干燥后在680℃空氣氣氛下預(yù)燒4h；(3)在步驟（2）制成粉體中添加粘結(jié)劑并造粒后，壓制成型，最后將瓷料在770~870℃下燒結(jié)4小時；所述的粘結(jié)劑采用質(zhì)量濃度為5%的聚乙烯醇溶液，劑量占粉末總量的7%。本發(fā)明制備的微波介質(zhì)陶瓷，其燒結(jié)溫度低（≤870℃），微波性能優(yōu)異：介電常數(shù)（ ε r ）為9~10， Q × f 值高達32820GHz以及 τ f 穩(wěn)定,可用于LTCC諧振器、天線、濾波器等微波器件的制造。
【專利說明】Na2O-MgO-V2O5三元可低溫?zé)Y(jié)微波介質(zhì)陶瓷及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電子陶瓷及其制造領(lǐng)域，涉及在微波頻率使用的介質(zhì)基板、天線和諧 振器等微波元器件的介電陶瓷材料及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 微波介質(zhì)陶瓷是指應(yīng)用于微波頻段（主要是UHF、SHF頻段）電路中作為介質(zhì)材 料，并完成一種或多種功能的陶瓷，是近30年來迅速發(fā)展起來的一類新型功能陶瓷。微波 介質(zhì)陶瓷不僅可以作為微波電路中的絕緣基板，還可用于制造微波介質(zhì)濾波器和諧振器等 器件。
[0003] 近年來，隨著微波移動通訊技術(shù)不斷向高頻化和數(shù)字化方向發(fā)展，對元器件模塊 化的要求也越來越迫切。低溫共燒陶瓷技術(shù)（LTCC，Low Temperature Co-fired Ceramics) 是電子器件模塊化的主要技術(shù)之一。LTCC的關(guān)鍵技術(shù)要求微波介質(zhì)材料必須性能優(yōu)異、 具有低的燒結(jié)溫度（彡900°C)且能與Ag電極共燒兼容。目前大多數(shù)的微波介電陶瓷雖 然具有優(yōu)異的性能，但是其燒結(jié)溫度太高（彡1300°C)，如（Zr，Sn)Ti0 4、Ba(Zn1/3Ta2/3)03、 Ba (Mg1/3Ta2/3) O3等，故無法應(yīng)用于LTCC器件上。因此越來越多的研究放在了探索燒結(jié)溫度 低、性能優(yōu)異且能與Ag電極實現(xiàn)共燒兼容的材料體系上。
[0004] 前期探索中我們發(fā)現(xiàn)，Na2O-MgO-V2O5三元體系化合物NaMg 4V3O12具有較低的燒結(jié) 溫度和優(yōu)異的微波介電性能，可廣泛應(yīng)用于LTCC微波基板、濾波器以及諧振器的制備，滿 足低溫共燒陶瓷多層陶瓷器件的技術(shù)需要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種低燒結(jié)溫度、性能優(yōu)異的LTCC微波介質(zhì)陶瓷材料及其 制備方法。
[0006] 本發(fā)明涉及的微波介質(zhì)陶瓷材料的化學(xué)組成式為：NaMg4V30 12。
[0007] 微波介質(zhì)陶瓷材料的制備方法具體步驟為： (1) 將純度彡99%的Na2C03、MgO和NH4VO3的原始粉末按NaMg 4V3O12的組成稱量配料； (2) 將步驟（1)原料濕式球磨混合4h，以乙醇為球磨介質(zhì)，干燥后在680°C空氣氣氛下 預(yù)燒4h; (3) 在步驟（2)制成粉體中添加粘結(jié)劑并造粒后，壓制成型，最后將瓷料在77(T870°C 下燒結(jié)，保溫4小時；所述的粘結(jié)劑采用質(zhì)量濃度為5%的聚乙烯醇溶液，劑量占粉末總量的 7%。
[0008] 本發(fā)明制備的微波介質(zhì)陶瓷，其燒結(jié)溫度低（< 870°C)，微波性能優(yōu)異：介電常數(shù) (G)為擴10, 值高達32820GHz以及~穩(wěn)定；在諧振器、微波天線、濾波器等微波器 件的制造方面有應(yīng)用前景。

【具體實施方式】
[0009] 實施例I : 表1示出了構(gòu)成本發(fā)明的不同燒結(jié)溫度的6個具體實施例及其微波介電性能。其制備 方法如上所述，用圓柱介質(zhì)諧振器法進行微波介電性能的評價。
[0010] 本陶瓷可廣泛用于LTCC介質(zhì)基板、諧振器和濾波器等微波器件的制造，在移動通 信和衛(wèi)星通信等系統(tǒng)的應(yīng)用方面也有廣闊的前景。
[0011]表1:

【權(quán)利要求】
1. 一種Na20-Mg0-V205三元可低溫?zé)Y(jié)微波介質(zhì)陶瓷，其特征在于該微波介質(zhì)陶瓷材 料的化學(xué)組成式為：NaMg4V3012 ; 所述微波介質(zhì)陶瓷材料的制備方法步驟為： (1) 將純度彡99%的Na2C03、MgO和NH4V03的原始粉末按NaMg 4V3012的組成稱量配料； (2) 將步驟（1)原料濕式球磨混合4h，以乙醇為球磨介質(zhì)，干燥后在680°C空氣氣氛下 預(yù)燒4h; (3) 在步驟（2)制成粉體中添加粘結(jié)劑并造粒后，壓制成型，最后將瓷料在77(T870°C 下燒結(jié)，保溫4小時；所述的粘結(jié)劑采用質(zhì)量濃度為5%的聚乙烯醇溶液，劑量占粉末總量的 7%。
【文檔編號】C04B35/622GK104446467SQ201410622914
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月8日
【發(fā)明者】周煥福, 龔健章, 郝澍釗, 陳秀麗 申請人:桂林理工大學(xué)