[发明专利]一种介质陶瓷材料及其制备方法

说明书

一种介质陶瓷材料及其制备方法，该介质陶瓷材料包含二氧化钛以及氧化亚钴。该介质陶瓷材料品质因数Q值较高，致密性较高，同时，加热烧结时的温度也降低；因含有二氧化钛和氧化亚钴，可以有效改善该材料谐振频率温度系数。

技术领域

本发明涉及陶瓷材料技术领域，尤其涉及一种介质陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

微波介质陶瓷材料是在微波频段电路的应用中，作为介质材料并完成一种或多种功能的新型功能电子陶瓷材料，是现代通信技术的关键基础材料。随着微波通信的快速发展，微波通信系统迫切需要高性能的微波介质器件。目前，移动通信的频率范围在L波段，相应的微波介质器件虽然已经产业化，但当频率向高端发展时，如卫星电视接收机和高速公路收费系统的频率位于C波段，现有的微波介质材料的介电常数εr值较大(εr20)、品质因素Q值较小，无法制备出符合要求的低损耗、尺寸合适的微波介质器件。

目前，介电常数εr值低于15的微波介质陶瓷材料主要有R₂BaCuO₅(R＝Y，Sm和Yb等)陶瓷材料、Y₂Ba(Cu_1-xMg_x)O₅陶瓷材料、AWO₄(A＝Ca，Sr和Ba等)陶瓷材料、Zn₂SiO₄系陶瓷材料、氧化铝陶瓷材料、堇青石陶瓷材料和滑石陶瓷材料等。

本申请的发明人在长期的研发过程中，发现Y₂Ba(Cu_1-xMg_x)O₅陶瓷材料的品质因素Q值较低(品质因素Q值小于4000GHz)；AWO₄陶瓷材料因AWO₄难以致密化，使其致密度不高；Al₂O₃陶瓷材料中Al₂O₃含量越高(90％～99％)，其综合性能越好，所需的烧结温度也越高，高达1600℃；堇青石陶瓷材料的主晶相为2MgO·2Al₂O₃·5SiO₂，这种材料离子排列不紧密，晶格存在着大的空隙，因而不易致密，介电损耗大；滑石陶瓷材料以天然滑石(3MgO·4SiO₂·H₂O)为原料制成，其层状结构导致热稳定性差。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种介质陶瓷材料及其制备方法，该介质陶瓷材料具有较低的烧结温度，且致密性良好。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种介质陶瓷材料，所述介质陶瓷材料包含二氧化钛以及氧化亚钴。

其中，所述介质陶瓷材料包含质量百分比不低于75％的[2MgO+(1+x)SiO₂]，质量百分比不超过24％的二氧化钛，以及质量百分比不超过1％的氧化亚钴，其中，所述氧化镁MgO和所述二氧化硅SiO₂的摩尔比为2：(1+x)，0≤x≤0.2。

其中，所述[2MgO+(1+x)SiO₂]的质量百分比范围为75％-95％，所述二氧化钛的质量百分比范围为4.5％-24％，所述氧化亚钴的质量百分比范围为0.5％-1％。

其中，所述介质陶瓷材料的介电常数ε_r值为6.7～11，品质因数Q值为100000～240000GHz，谐振频率温度系数τ_f值为-65～3ppm/℃。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种介质陶瓷材料的制备方法，所述方法包括：

对纯度为99.9％以上的氧化镁和二氧化硅的起始原料进行第一次高能球磨而获得纳米粉料；

对所述纳米粉料进行加热煅烧，形成前躯体粉料；