本發(fā)明屬于微波介質(zhì)陶瓷領(lǐng)域，特別是涉及一種中介電常數(shù)微波介質(zhì)陶瓷及其制備方法。
背景技術(shù)：
微波通信是現(xiàn)代化通信的重要手段之一，隨著通信技術(shù)的發(fā)展對通信器件的要求越來越高，普通的金屬諧振器已經(jīng)無法滿足一些高端性能器件的應(yīng)用，微波介質(zhì)陶瓷的研究日益受到重視。
微波介質(zhì)陶瓷的通常要求是：高的品質(zhì)因數(shù)，低的介電損耗；合適的介電常數(shù)；近零可調(diào)的諧振頻率溫度系數(shù)。微波介質(zhì)陶瓷材料逐漸在微波器件中得到廣泛的應(yīng)用，作為現(xiàn)代通信技術(shù)中的基礎(chǔ)材料，微波介質(zhì)陶瓷材料可以制成介質(zhì)諧振器、介質(zhì)濾波器、雙工器、微波介質(zhì)天線、介質(zhì)穩(wěn)頻振蕩器、介質(zhì)波導(dǎo)傳輸線等微波器件。這些器件廣泛應(yīng)用于移動通信、衛(wèi)星電視廣播通信、雷達(dá)、衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)等眾多領(lǐng)域。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的的缺點(diǎn)和不足，本發(fā)明的目的在于，提供一種中介電常數(shù)微波介質(zhì)陶瓷及其制備方法，該微波介質(zhì)陶瓷介電常數(shù)比較適中、微波性能很好的，能廣泛應(yīng)用于介質(zhì)諧振器、介質(zhì)濾波器，且工藝簡單，價(jià)格低廉。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明是按照以下技術(shù)方案實(shí)施的：
一種中介電常數(shù)微波介質(zhì)陶瓷，化學(xué)配比為：mxnx/2alx/(2-y)gayti(1-x)，其中0.10≤x≤0.50，0≤y≤0.10；m是baco3、srco3中的一種或兩種，n是la2o3、pr2o3、nd2o3中的一種或兩種。
該中介電常數(shù)微波介質(zhì)陶瓷的原材料為al2o3、ga2o3、tio2、baco3、la2o3、pr2o3、nd2o3、srco3。
該中介電常數(shù)微波介質(zhì)陶瓷中還含有添加劑，所述添加劑為sio2、zno、wo3、zro2、sno2、ceo2中的一種或者幾種。
優(yōu)選的，所述添加劑的用量是中介電常數(shù)微波介質(zhì)陶瓷原材料總質(zhì)量的0.05%～0.5%。
本發(fā)明還提供了一種中介電常數(shù)微波介質(zhì)陶瓷的制備方法，該方法包括以下步驟：
1）將原料al2o3、ga2o3、tio2、baco3、la2o3、pr2o3、nd2o3、srco3分別按化學(xué)配比mxnx/2alx/(2-y)gayti(1-x)稱量；
2）根據(jù)原材料總質(zhì)量的0.05%～0.5%稱量添加劑sio2、zno、wo3、zro2、sno2、ceo2中的一種或者幾種；
3）將步稱量好的原材料、添加劑放置于球磨罐中，加水，第一次球磨1～10小時(shí)；
4）將第一次球磨好的料漿在120～150℃的溫度下烘干，把烘干好的粉料研細(xì)并過篩，獲得混合均勻的干粉料；
5）將干粉料在900～1100℃的溫度下進(jìn)行煅燒；
6）將煅燒好的粉料放入球磨罐中，加水，第二次球磨1～10小時(shí)；
7）將第二次球磨好的料漿在120～150℃的溫度下烘干，造粒并過篩；
8）把造好粒的粉料在2400kg/cm2的壓力下壓片；
9）將壓片在空氣氣氛中，1300～1400℃溫度下燒結(jié)6小時(shí)，即可得到高性能中介電常數(shù)的微波介質(zhì)陶瓷。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：
(1)工藝簡單，操作方便，原材料價(jià)廉易得；
(2)本發(fā)明制備得到的微波介質(zhì)陶瓷材料具有良好的微波介電性能：品質(zhì)因數(shù)qf＞45000ghz；頻率溫度系數(shù)τf＝-1～1ppm/℃，且在此范圍內(nèi)可調(diào)節(jié)；
(3)適用于批量生產(chǎn)，有利于工業(yè)生產(chǎn)。
具體實(shí)施方式
下面以具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述，在此發(fā)明的示意性實(shí)施例以及說明用來解釋本發(fā)明，但并不作為對本發(fā)明的限定。
實(shí)施例1
1）選用baco3、la2o3、pr2o3、nd2o3、srco3、al2o3、ga2o3、tio2為原料；按目標(biāo)產(chǎn)物的化學(xué)配比mxnx/2alx/(2-y)gayti(1-x)稱取主原料，其中m是baco3、srco3的一種或兩種，n是la2o3、pr2o3、nd2o3的一種或兩種，且0.10≤x≤0.50，y=0，不選用添加劑；將原料置于球磨罐中，加水，其中原料∶球∶水的重量比為1∶2∶1，第一次球磨6小時(shí)；
2）將第一次球磨好的料漿于150℃烘干，把烘干好的粉料研細(xì)并過篩，獲得混合均勻的干粉料；
3）把干粉料于1100℃煅燒；
4）把煅燒好的粉料放入球磨罐中，加水，其中原料∶球∶水的重量比為1∶2∶1，第二次球磨8小時(shí)；
5）把第二次球磨好的料漿于150℃烘干，造粒并過篩；
6）把造好粒的粉料在2400kg/cm2的壓力下壓片，并在空氣氣氛下溫度為1300～1400℃的環(huán)境下，燒結(jié)6小時(shí)，即得到高性能中介電常數(shù)微波介質(zhì)陶瓷。
實(shí)施例2
1）選用baco3、la2o3、pr2o3、nd2o3、srco3、al2o3、ga2o3、tio2為原料；按目標(biāo)產(chǎn)物的化學(xué)配比mxnx/2alx/(2-y)gayti(1-x)稱取主原料，其中m是baco3、srco3的一種或兩種，n是la2o3、pr2o3、nd2o3的一種或兩種，且0.10≤x≤0.50，0＜y≤0.1，不選用添加劑；將原料置于球磨罐中，加水，其中原料∶球∶水的重量比為1∶2∶1，第一次球磨6小時(shí)；
2）將第一次球磨好的料漿于150℃烘干，把烘干好的粉料研細(xì)并過篩，獲得混合均勻的干粉料；
3）把干粉料于1100℃煅燒；
4）把煅燒好的粉料放入球磨罐中，加水，其中原料∶球∶水的重量比為1∶2∶1，第二次球磨8小時(shí)；
5）把第二次球磨好的料漿于150℃烘干，造粒并過篩；
6）把造好粒的粉料在2400kg/cm2的壓力下壓片，并在空氣氣氛下溫度為1300～1400℃的環(huán)境下，燒結(jié)6小時(shí)，即得到高性能中介電常數(shù)微波介質(zhì)陶瓷。
實(shí)施例3
1）選用baco3、la2o3、pr2o3、nd2o3、srco3、al2o3、ga2o3、tio2為原料；按目標(biāo)產(chǎn)物的化學(xué)配比mxnx/2alx/(2-y)gayti(1-x)稱取主原料，其中m是baco3、srco3的一種或兩種，n是la2o3、pr2o3、nd2o3的一種或兩種，且0.10≤x≤0.50，0＜y≤0.1；按原料總重量的0.05%～0.5%，添加sio2、zno、wo3、zro2、sno2、ceo2中的一種或者幾種；將原料與添加劑置于球磨罐中，加水，其中原料∶球∶水的重量比為1∶2∶1，第一次球磨6小時(shí)；
2）將第一次球磨好的料漿于150℃烘干，把烘干好的粉料研細(xì)并過篩，獲得混合均勻的干粉料；
3）把干粉料于1100℃煅燒；
4）把煅燒好的粉料放入球磨罐中，加水，其中原料∶球∶水的重量比為1∶2∶1，第二次球磨8小時(shí)；
5）把第二次球磨好的料漿于150℃烘干，造粒并過篩；
6）把造好粒的粉料在2400kg/cm2的壓力下壓片，并在空氣氣氛下溫度為1300～1400℃的環(huán)境下，燒結(jié)6小時(shí)，即得到高性能中介電常數(shù)微波介質(zhì)陶瓷。
對按照實(shí)施例制備獲得的微波中介電常數(shù)的微波介質(zhì)陶瓷的結(jié)構(gòu)與性能進(jìn)行測試與分析，利用網(wǎng)絡(luò)分析儀采用閉腔法、開腔法進(jìn)行微波介電性能測試，并在高低溫試驗(yàn)箱中測定25～85℃下的諧振頻率根據(jù)公式τf=（f85-f25）/f25/(85-25)計(jì)算材料的溫度系數(shù)，其中f85表示85℃下該材料的諧振頻率，f25表示25℃下該材料的諧振頻率。測試結(jié)果見表1。
表1中介電常數(shù)微波介質(zhì)陶瓷微波性能測試結(jié)果
經(jīng)過實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，對mxnx/2alx/2-ygayti(1-x)中x較優(yōu)的取值范圍為0.2≤x≤0.35，y的較優(yōu)取值范圍為0.05≤y≤0.07；優(yōu)選的添加劑為sio2、ceo2，添加劑的較優(yōu)添加量為總重量的0.15～0.25%。
本發(fā)明的技術(shù)方案不限于上述具體實(shí)施例的限制，凡是根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案做出的技術(shù)變形，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。