[发明专利]中介电常数低损耗的微波介质陶瓷

说明书

技术领域

本发明属于一种以成分为特征的陶瓷组合物，特别涉及一种新型中介电常数低损耗的微波介质陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

微波移动通信的发展对微波器件提出了更新、更高的要求。微波介质陶瓷具有低微波损耗、高介电常数和稳定的谐振频率温度系数等特点，其作为微波器件，如介质谐振器、滤波器及介质波导等而广泛应用于移动通讯、无线互联网以及卫星通信等现代通讯产业中。

中介电常数类微波介质陶瓷主要用于现代雷达和微波通信技术。随着信息化程度的提高，对这类陶瓷材料的需求增加，材料体系的开发和改性研究也越来越受到人们重视。目前，中介电常数微波介质陶瓷的研究体系主要包括BaO-TiO₂系，(Zr，Sn)TiO₄系，AB₂O₆系，复合钙钛矿系等。

钽酸盐具有相对较高的介电常数和较小的温度系数，是一种典型的多功能陶瓷材料，其使用范围和应用前景都十分广泛。ZnTa₂O₆微波介质陶瓷是最近几年发展起来的一种可用于微波频段的介质材料，其具有优异的微波介电性能：较高的介电常数(37.6)，相对较高的品质因数(67,200GHz)，稳定的谐振频率温度系数(9ppm/℃)。因此，ZnTa₂O₆微波介质陶瓷材料是一种非常有前途的新型微波介质材料。

发明内容

本发明的目的，是为进一步提高ZnTa₂O₆微波介质陶瓷的品质因数，满足其在高性能微波器件上的应用，提供一种新型中介电常数、低损耗的微波介质陶瓷材料及其制备方法。

本发明通过如下技术方案予以实现。

一种中介电常数低损耗的微波介质陶瓷，其化学式为：Zn(Ta_0.8Sb_0.2)₂O₆。

所述中介电常数低损耗的微波介质陶瓷采用ZnO、Ta₂O₅、Sb₂O₃为原料。

所述中介电常数低损耗的微波介质陶瓷的制备方法，具有以下步骤：

（1）将化学原料ZnO、Ta₂O₅、Sb₂O₃按化学计量式Zn(Ta_0.8Sb_0.2)₂O₆称量配料；

（2）将步骤（1）配置的化学原料置入球磨罐中混合，加入氧化锆球和去离子水，球磨24小时；

（3）将步骤（2）球磨后的原料置于干燥箱中于100~120℃烘干，烘干后过40目筛；

（4）将步骤（3）的粉料在900℃煅烧4小时，合成前驱体；

（5）在步骤（4）的前驱体即熔块中外加0.5%聚乙烯醇，置于球磨罐中，加入氧化锆球和去离子水，球磨24小时，烘干后过筛,；

（6）将步骤（5）过筛后的粉料再用粉末压片机压制成型为坯体；

（7）将步骤（6）的坯体于1225~1275℃烧结，保温2~8小时，制成中介电常数低损耗的微波介质陶瓷。

所述步骤（2）和步骤（5）的球磨是在行星式球磨机上进行，原料与去离子水与锆球的质量比为1：1：1.5。

所述步骤（5）的坯体是以10MPa的压力压制成型，为Φ10mm×5mm的圆柱形坯体。

本发明的Zn(Ta_0.8Sb_0.2)₂O₆中介低损耗微波介质陶瓷材料，其烧结温度为：1225~1275℃，介电常数为25~29，品质因数为65,000~120,000GHz，谐振频率温度系数为23~28×10^-6/℃。此外，该制备工艺简单，过程无污染，具有广阔的应用前景。

具体实施方式

本发明采用分析纯的ZnO、Ta₂O₅和Sb₂O₃制备Zn(Ta_0.8Sb_0.2)₂O₆微波介质陶瓷，具体实施方式如下：