专利名称：L波段用环保型微波介质陶瓷的制作方法
技术领域：
本发明涉及应用于L波段卫星通信系统中介质谐振器、滤波器以及振荡器和GPS 全球定位系统等微波元器件中的L波段用环保型微波介质陶瓷。
背景技术：
目前，随着中国航天科技、卫星通讯的快速发展，届时将形成多波段的固定广播通信卫星、专用广播卫星、直播卫星、移动广播卫星、移动通信卫星和专用GPS全球定位，安全导航卫星。以及以IP业务为主的数据业务对传输带宽需求的进一步增长，更长波长的L 波段的开发和应用越来越成为人们关注的重点。同时也带动了对相应的微波谐振器、滤波器、振荡器、微波电容器等相关微波元器件的需求。卫星通讯广播通常应用的频率为S、L、 C、Ku波段，对于应用于L波段的微波介质陶瓷要求具有高的介电常数(65 85)、高品质因数稳定的谐振频率温度特性和体积小，价格便宜等。BaNd2Ti4O12-Sm2O3材料是一种性能优异的钛酸盐微波陶瓷，通过掺杂及其它手段可以获得具有合适的且可调的介电常数，高品质因数和良好的的谐振频率温度特性。在现有技术中BaNd2Ti4O12-Sm2O3 —般采用氧化物与添加剂混合固相反应发制备，经过配方称量、 球磨、煅烧、粉碎、造粒、成型、装钵、排胶和烧结以及金属化处理等工序，最后进行陶瓷性能的检测。该方法工艺简单，易于工业化生产，且材料性能稳定。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种L波段用环保微介质波陶瓷，其具有低的烧成温度节能、高介电常数、高品质因数稳定的谐振频率温度特性。其应用于L波段介质谐振器、滤波器、振荡器、GPS全球定位，安全导航系统中，可以使体积小价格便宜。本发明所要解决的技术方案如下一种L波段用环保型微波介质陶瓷，制造原料中含有钛酸钡(BaTiO3),三氧化二钕(Nd2O3), 二氧化钛(TiO2),三氧化二钐(Sm2O3), 氧化锌(ZnO), 二氧化锡(SnO2),三氧化二镧(La2O3),三氧化二钴(CO2O3)和五氧化二钥； (V2O5)以及微量添加物，其特征是所述微量添加物是碳酸锂(LiCO3)组分，各组分的含量的重量百分比为
钛酸钡23% 35% ；三氧化二钕20% --32% ；二氧化钛 22% 30% ；三氧化二钐16% 22% ；氧化锌 1% 3% ；二氧化锡 0. 5% - 2. 2%三氧化二镧0. 4% I. 3 %; 三氧化二钴0 , 1% ；五氧化二钒0% 2 % ；微量添加物0.2% 3 %
将上述组分经过称量、混合球磨、煅烧、粉碎、造粒、成型、装钵、排胶和烧结的固相反应工序烧制成微波介质陶瓷；
其制造方法是
①先将粉末状的钛酸钡、三氧化二钕、二氧化钛、三氧化二钐、氧化锌、二氧化锡、三氧化二镧按组分要求称重，放入球磨机的料筒中球磨搅拌6-8小时；
②将磨好的粉料压滤后放入高温炉中，升炉温至800-1200°C干燥煅烧一次完成，时间为2-5小时；
③将煅烧料粉碎，加入五氧化二钒、三氧化二钴混料，再加粉体重量的1%PVA水溶液造
粒;
④干压成型，压制成型的成型压力200-300MPa，并且装钵；
⑤在1100-1300°C下保温3 6小时，排胶烧结一次完成即制得所说的L波段用微波介
质陶瓷。本发明采用氧化物与添加剂混合固相反应法制备的BaNd2Ti4O12-Sm2O3的微晶粉体，并添加微量添加物制得的晶粒细小均匀、气孔率低和性能优良的微波介质陶瓷。在各添加剂的添加范围内都可以获得和好的微波特性。且国内原料成本低，可进一步加强和国外微波陶瓷的竞争力，加速国产微波陶瓷的大量应用。与现有技术相比，本发明具有以下特点
I)本发明的配方组成不含有铅、镍等重金属成分，即本发明提供的是一种环保微波介质频陶瓷。符合绿色环保的无污染要求。且符合欧共体最新出台的无铅标准和废旧电器回收标注的RHOS和WEEE的严格标准要求。可以在高频领域产品中应用；能够将产品进行出口到世界的任何国家。2)由传统的烧结工艺1300-1500°C，降到1270°C以下，烧结温度的进一步降低，更具有节能的更大优势。3)性能上有较大提升传统技术配方在L波段的介电常数65-80，Q值只有 1000-1500，谐振频率温度系数大于土 20PPm以上，本发明的配方在L波段的介电常数 60-110，Q值高达3500以上，谐振频率温度系数小于± IOPPm以内。4)本发明可作为L波段用环保微波用谐振器、滤波器和振荡器等电子元器件的关键核心材料使用，而广泛应用于移动通信、卫星通信、全球卫星定位系统(GPS)、蓝牙技术以及无线局域网(WLA)等现代通信行业，具有重要工业应用价值。
图I为温度与谐振频率关系特性趋势图。图2为谐振频率与品质因数图。图3为品质因数Q值与烧结温度的关系图。
具体实施例方式下面结合附图用具体实施方式
详细描述本发明
L波段用环保型微波介质陶瓷，制造原料中含有成分钛酸钡(BaTiO3),三氧化二钕 (Nd2O3), 二氧化钛(TiO2),三氧化二衫(Sm2O3),氧化锌(ZnO), 二氧化锡(SnO2),三氧化二镧(La2O3),三氧化二钴(CO2O3)和五氧化二钒(V2O5)以及微量添加物；组分，其特征是 所述微量添加物中还含有碳酸锂(LiCO3)组分。根据该主成分和微量添加物的配比以及制造方法，表I给出各实施例的数据，表2给出各实施例的性能。表I:
权利要求
1. 一种L波段用环保型微波介质陶瓷，制造原料中含有钛酸钡(BaTiO3),三氧化二钕 (Nd2O3), 二氧化钛(TiO2),三氧化二衫(Sm2O3),氧化锌(ZnO), 二氧化锡(SnO2),三氧化二镧(La2O3),三氧化二钴(CO2O3)和五氧化二钒(V2O5)以及微量添加物，其特征是所述微量添加物是碳酸锂(LiCO3)组分，各组分的含量的重量百分比为三氧化二钕20% 32% ；三氧化二钐16% 22% ；二氧化锡 O. 5% 2. 2% ；三氧化二钴O 1% ；微量添加物O. 2% 3 % ；将上述组分经过称量、混合球磨、煅烧、粉碎、造粒、成型、装钵、排胶和烧结的固相反应工序烧制成微波介质陶瓷。钛酸钡23% 35% ；二氧化钛 22% 30% ； 氧化锌 1% 3% ；三氧化二镧O. 4% I. 3 %五氧化二钒0% 2 % ；
全文摘要
本发明涉及一种L波段用环保型微波介质陶瓷。应用于L波段卫星通信系统中介质谐振器、滤波器以及振荡器和GPS全球定位系统等微波元器件中。该微波介质陶瓷的制造原料含有钛酸钡(BaTiO3)，三氧化二钕(Nd2O3)，二氧化钛(TiO2)，三氧化二钐(Sm2O3)，氧化锌(ZnO)，二氧化锡(SnO2)，三氧化二镧(La2O3)，三氧化二钴(CO2O3)和五氧化二钒(V2O5)以及微量添加物组分；将上述组分经过称量、混合球磨、煅烧、粉碎、造粒、成型、装钵、排胶和烧结的固相反应工序烧制成微波介质陶瓷。本发明具有低的烧成温度节能、高介电常数、高品质因数稳定的谐振频率温度特性。
文档编号C04B35/622GK102584218SQ20121003257
公开日2012年7月18日 申请日期2012年2月14日 优先权日2012年2月14日
发明者吴娟英, 罗公军, 肖练平, 陈功田 申请人:郴州功田电子陶瓷技术有限公司