專利名稱：：一種(BaNdSmPr)Ti₅O₁₄微波陶瓷介質(zhì)材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及微波陶瓷介質(zhì)材料及其制備方法，尤其涉及一種應(yīng)用于微波元件的微波陶瓷介質(zhì)材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：微波介質(zhì)材料是近30多年來迅速發(fā)展起來的新功能電子材料，是微波諧振器、濾波器、微波天線以及雙工器等微波元件的關(guān)鍵材料，在移動(dòng)通信、衛(wèi)星通信、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)、無線接入、無線局域網(wǎng)(WLA)以及藍(lán)牙技術(shù)等現(xiàn)代微波通信技術(shù)中有著十分重要的應(yīng)用。而小型化、高頻化、集成化、低成本及環(huán)保低輻射等，是微波介質(zhì)材料未來的發(fā)展方向。目前，國內(nèi)使用的高性能微波介質(zhì)材料大部分從國外進(jìn)口，材料價(jià)格昂貴。低性能微波介質(zhì)材料制造的微波元件，在低功率環(huán)境時(shí)，元件發(fā)熱正常；而在高功率環(huán)境時(shí)，元件發(fā)熱過高，導(dǎo)致元件無法正常使用。這是因?yàn)閾p耗過高，元件Qf值低造成。另外，若微波陶瓷介質(zhì)材料中含鉛Pb、鎘Cd、汞Hg、鉻Cr+6等不利于環(huán)保的有害元素，阻礙微波介質(zhì)材料及其元器件的行業(yè)發(fā)展。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種材料均一、粒度分布均勻、分散性高、成型工藝好、高品質(zhì)因子，環(huán)保的微波陶瓷介質(zhì)材料；本發(fā)明解決的另一技術(shù)問題是提供上述微波陶瓷介質(zhì)材料的制備方法。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種(BaNdSmPr)Ti50w微波陶瓷介質(zhì)材料，由主晶相、改性添加劑、燒結(jié)助熔劑組成，所述的主晶相結(jié)構(gòu)式BaNd2x(Sm(H/3)Pr(01/3))2(1-x)Ti5014(0.6《X《0.8)，所述的改性添加劑是Bi203、Mn0、Ca0、Sn02中的一種或幾種；所述的燒結(jié)助熔劑是B203、Si02、ZnO中的一種或幾種，主晶相穩(wěn)定且活性高。進(jìn)一步，在上述(BaNdSmPr)TiA4微波陶瓷介質(zhì)材料中，按摩爾份計(jì)，主晶相BaNd2X(Sm(?！?/3)Pr(Q—1/3))2(1—x)Ti50148595mol%、改性添加劑2.314mol%、燒結(jié)助熔劑l7mo1。/。。再進(jìn)一步按摩爾份計(jì)，所述的改性添加劑組成是Bi20328mol%、Mn001mol%、Ca0.l2mol%、Sn020.25mol%;燒結(jié)助熔劑組成是B2030lmol%、Si02l3mol%、ZnO03mol%。上述微波陶瓷介質(zhì)材料具備材料均一、粒度分布均勻、分散性高、成型工藝好、高品質(zhì)因子的特性，該微波介質(zhì)材料不含鉛Pb、鎘Cd、汞Hg、鉻Cr+6等不利于環(huán)保的有害元素，符合環(huán)保要求。由這種微波陶瓷介質(zhì)材料制備各種形狀微波元器件，該元器件的瓷體晶粒生長均勻、致密、無雜質(zhì)和少缺陷。該類元件應(yīng)用于幾個(gè)到幾十個(gè)GHz微波區(qū)域，由于微波介質(zhì)材料介電常數(shù)在8095系列化，溫度系數(shù)tf等于零或接近于零，其品質(zhì)因素Qf高，其微波元器件在高功率條件下發(fā)熱低，可正常使用。本發(fā)明要解決的另一技術(shù)問題是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明中涉及到的微波介質(zhì)材料與現(xiàn)有的生產(chǎn)技術(shù)相比，生產(chǎn)工藝過程基本相同，主要區(qū)別是采用了快速預(yù)燒固相法工藝，獲得細(xì)晶化主晶相材料，且主晶相穩(wěn)定且高活性。即將微波陶瓷介質(zhì)材料放入微波燒結(jié)窯或高溫遂道長爐中由室溫升溫到高溫區(qū)溫度，再在高溫區(qū)保溫，最后降溫到室溫，所述的升溫過程是35小時(shí)，所述的保溫過程是2.55小時(shí)。所述的室溫是20士20°C，所述的高溫區(qū)溫度是1050士5(TC。與傳統(tǒng)固相法工藝相比，快速預(yù)燒過程時(shí)間縮短15小時(shí)以內(nèi)，且所得產(chǎn)品顆粒均勻、細(xì)晶化，且節(jié)約能源。具體實(shí)施例方式本發(fā)明的主旨是調(diào)節(jié)微波陶瓷介質(zhì)材料的組成和配比，利用快速預(yù)燒固相法工藝，得到一種材料均一、粒度分布均勻、分散性高、成型工藝好、高品質(zhì)因子，環(huán)保的微波陶瓷介質(zhì)材料。該材料特別適用于微波介質(zhì)元件的制備。下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明的內(nèi)容作進(jìn)一步詳述，實(shí)施例中所提及的內(nèi)容并非對本發(fā)明的限定，材料配方選擇可因地制宜。首先，簡述本發(fā)明材料配方的基本方案一種(BaNdSmPr)Tis(M斂波陶瓷介質(zhì)材料，由主晶相，改性添加劑、燒結(jié)助熔劑組成，所述的主晶相結(jié)構(gòu)式BaNd2X(Sm(H/3)Pr(H/3))2(1—x)Ti5014(0.6《X《0.8)，所述的改性添加劑是Bi2。3、Mn0、CaO、Sn02中的一種或幾種；所述的燒結(jié)助熔劑是B203、Si02、ZnO中的一種或幾種。實(shí)施例一種(BaNdSmPr)1^014微波陶瓷介質(zhì)材料的制備方法，將表1的110號配方的微波陶瓷介質(zhì)材料放入微波燒結(jié)窯或高溫遂道長爐中由室溫升溫到高溫區(qū)溫度，再在高溫區(qū)保溫，最后降溫到室溫，所述的升溫過程是35小時(shí)，所述的保溫過程是2.55小時(shí)，所述的室溫是20士2(TC，所述的高溫區(qū)溫度是1050士5(TC。得到的材料均一、粒度分布均勻、分散性高、成型工藝好、高品質(zhì)因子，環(huán)保的微波介質(zhì)材料，其性能測試參數(shù)如表2的材料110所示。表1:(BaNdSmPr)115014微波陶瓷介質(zhì)材料組成<table>complextableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>complextableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表2:(BaNdSmPr)7^5014微波陶瓷介質(zhì)材料性能<table>complextableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>權(quán)利要求1、一種(BaNdSmPr)Ti5O14微波陶瓷介質(zhì)材料，由主晶相、改性添加劑、燒結(jié)助熔劑組成，所述的主晶相結(jié)構(gòu)式BaNd2X(Sm(0～1/3)Pr(0～1/3))2(1-x)Ti5O14(0.6≤X≤0.8)，所述的改性添加劑是Bi2O3、MnO、CaO、SnO2中的一種或幾種；所述的燒結(jié)助熔劑是B2O3、SiO2、ZnO中的一種或幾種。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波陶瓷介質(zhì)材料，其特征在于按摩爾份計(jì)，主晶相BaNd2X(Sm(0—1/3)Pr(0-1/3))2(1-x)Ti50148595mol%、改性添加劑2.314mol%、燒結(jié)助烙劑l7mol%。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的微波陶瓷介質(zhì)材料，其特征在于按摩爾份計(jì)，所述的改性添加劑組成是Bi20328mol%、MnO01mol%、CaO0.l2mol%、Sn020.25mol%。4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的微波陶瓷介質(zhì)材料，其特征在于按摩爾份計(jì)，燒結(jié)助熔劑組成是BA0lmol%、Si02l3mol%、Zn003mol%。5、一種制備權(quán)利要求14中擇一所述的微波陶瓷介質(zhì)材料的方法，將微波陶瓷介質(zhì)材料放入微波燒結(jié)窯或高溫遂道長爐中由室溫升溫到高溫區(qū)溫度，再在高溫區(qū)保溫，最后降溫到室溫，其特征在于所述的升溫過程是35小時(shí)，所述的保溫過程是2.55小時(shí)。6、根據(jù)權(quán)利要求5所述的微波陶瓷介質(zhì)材料的制備方法，其特征在于所述的室溫是20土20℃，所述的高溫區(qū)溫度是1050土50℃。全文摘要本發(fā)明公開了一種(BaNdSmPr)Ti₅O₁₄微波陶瓷介質(zhì)材料及其制備方法，材料由主晶相、改性添加劑、燒結(jié)助熔劑組成，所述的主晶相結(jié)構(gòu)式BaNd_2X(Sm_(0～1/3)Pr_(0～1/3))_2(1-x)Ti₅O₁₄(0.6≤X≤0.8)，所述的改性添加劑是Bi₂O₃、MnO、CaO、SnO₂中的一種或幾種；所述的燒結(jié)助熔劑是B₂O₃、SiO₂、ZnO中的一種或幾種。采用了快速預(yù)燒固相法工藝所得的微波介質(zhì)陶瓷材料具備材料均一、粒度分布均勻、分散性高、成型工藝好、高品質(zhì)因子的特點(diǎn)，且符合環(huán)保要求。文檔編號H01B3/12GK101343177SQ20081003021公開日2009年1月14日申請日期2008年8月14日優(yōu)先權(quán)日2008年8月14日發(fā)明者宋永生,張火光,王孝國,郭精華,陳兆勇,魏漢光申請人:廣東風(fēng)華高新科技股份有限公司