[发明专利]一种高介电活性微波介质陶瓷材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种高介电活性微波介质陶瓷材料的制备方法，属于陶瓷材料技术领域。本发明技术方案采用表面活性剂为模板，正硅酸乙酯为硅源，自组装合成了毫米级轻质、高强度多孔二氧化硅球．由于制备的二氧化硅球内存在大量多级孔洞，通过将可溶性镧盐与氧化锌制备成前驱体并还原制备改性颗粒，由于镧离子掺杂半导体ZnO，镧离子取代锌离子有效降低氧化锌的缺陷浓度，从而最终提高着氧化锌的电导性能，通过制备的改性粉体有效吸附和分散在基体多孔二氧化硅材料表面，形成充分的吸附和分散，进一步改善材料的介电性能。

技术领域

本发明涉及一种高介电活性微波介质陶瓷材料的制备方法，属于陶瓷材料技术领域。

背景技术

微波介质陶瓷材料可用来制作介质基板、介质天线、介质谐振器、等微波器件。微波介质陶瓷材料所具有的介电特性可以这些元器件具有损耗小、稳定性高、体积小等特点，这些特点满足了通信微波电路对元器件的性能要求。微波介质陶瓷材料在微波技术中的主要用途有：

（1）介质基板，在微波电路中起着电路中元器件与线路的承载、支撑以及绝缘、屏蔽的作用。另外，在微波介质基板上可以制作微波带状线路振荡器以及它的周边电路，贴装表面组装元件，可以大大缩小微波器件体积。

片式电容器，在微波电路中的作用是电路及各元件间的耦合以及能量储存。微波片式高Q多层陶瓷电容器广泛应用于微波集成电路。随着移动通信向第三代过渡，移动电话变得更加的轻便化和高频化，进而推动高Q多层陶瓷电容器向小型化发展。

介质天线，在微波电路的作用是集中吸收电磁波能量。其中片式微波陶瓷介质天线不用再伸出机壳外，从而有效地防止因碰撞跌落而损坏，而且片式微波陶瓷介质天线与SMT表面贴装工艺兼容，有利于降低装配成本及手机小型化。现在，介质天线广泛应用于蜂窝和无绳电话、蓝牙以及无线局域网。

介质谐振器，在微波电路中起到的作用与一般电路中LC谐振电路相似。常用的有同轴形、圆柱形、矩形圆杆形、带状线形等介质谐振器。在微波通信基站、无线发射基站、雷达、导航等设备、设施中广泛应用。

滤波器，在微波电路中的作用是消除微波电路中的噪音及传输信号。现在，介质滤波器的应用范围主要有手机、无绳电话、带阻滤波器及双工器中。

随着微波通信技术不断向更高频率发展，要求微波介质陶瓷材料具有适当的

介电常数、更高的Q值以及近零的谐振频率温度系数。针对MgTiO₃-CaTiO₃近零温度系数体系普遍存在的介电性能（尤其是品质因数）较差、烧结温度高等缺点，进行离子取代、掺杂、添加烧结助剂等手段，优化其微波介电性能，以适应微波器件对微波介质陶瓷材料的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对现有的微波介质陶瓷介电活性不佳的问题，提供了一种高介电活性微波介质陶瓷材料的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

（1）按重量份数计，分别称量45～50份去离子水、25～35份质量分数80％乙醇溶液、3～5份十六烷基三甲基溴化铵、2～3份十二烷基磺酸钠置于三角烧瓶中，搅拌混合并收集混合液；

（2）再按重量份数计，分别称量45～50份混合液、10～15份正硅酸乙酯、6～8份质量分数20％盐酸置于烧杯中，搅拌混合并收集混合凝胶液，得改性前驱体；

（3）按重量份数计，分别称量85～90份去离子水、10～15份硫酸锌、10～15份氯化镧置于三角烧瓶中，搅拌混合并收集混合液，将碳酸氢铵溶液滴加至混合液中，搅拌混合并调节pH至6.5；

（4）待pH调节完成后，搅拌混合并静置陈化，过滤并收集滤饼，真空冷冻干燥并研磨粉碎，过筛并置于管式气氛炉中，预烧后，通氢气排除空气，升温加热并保温煅烧，静置冷却至室温，破碎并研磨过筛，得改性颗粒；