一种中介微波介质陶瓷粉料及其制备方法与流程

文档序号:21002737发布日期:2020-06-05 22:51阅读:530来源:国知局

本发明涉及电子陶瓷技术领域,特别涉及一种中介微波介质陶瓷粉料及其制备方法。



背景技术:

微波介质陶瓷是指应用于微波(300mhz到00ghz)频段电路中作为介质材料并完成一种或多种功能的陶瓷,微波介质陶瓷广泛应用于谐振器、滤波器与振荡器等微波器件,是移动通讯、卫星通讯及gps技术中的关键材料,其在很大程度上决定了微波通讯器件与系统的尺寸与性能极限。根据介电常数的大小将微波介质陶瓷分为低介、中介和高介3类。然而,现有的中介微波介质陶瓷粉料存在有气孔、陶瓷晶粒异常生长、陶瓷致密性差以及温度稳定性差等不足。有鉴于此,确有必要开发一种具有烧结温度低、介电常数低、品质因数q较高、介质损耗小、温度稳定性优异等特点的中介微波介质陶瓷粉料及其制备方法。



技术实现要素:

本发明的目的在于,针对现有技术的上述不足,提供一种中介微波介质陶瓷粉料及其制备方法,具有烧结温度低、介电常数低、品质因数q较高、介质损耗小、温度稳定性优异等特点,促进陶瓷烧结致密化,提高陶瓷硬度和相对密度。

本发明为达到上述目的所采用的技术方案是:

一种中介微波介质陶瓷粉料,其包括如下重量百分数的组分:氧化镁30~35%、二氧化钛55~65%、三氧化二镧1.4~2%、碳酸钙3~5%、氧化锆0.5~0.7%、氧化铋0.3~0.6%、二氧化锰0.4~0.7%。

作为最优选的方案之一,该中介微波介质陶瓷粉料包括如下重量百分数的组分:氧化镁33%、二氧化钛60%、三氧化二镧1.4%、碳酸钙4%、氧化锆0.6%、氧化铋0.5%、二氧化锰0.5%。

作为最优选的方案之一,该中介微波介质陶瓷粉料包括如下重量百分数的组分:氧化镁30%、二氧化钛62.4%、三氧化二镧1.6%、碳酸钙5%、氧化锆0.6%、氧化铋0.4%、二氧化锰0.6%。

作为最优选的方案之一,该中介微波介质陶瓷粉料包括如下重量百分数的组分:氧化镁31.5%、二氧化钛62%、三氧化二镧2%、碳酸钙3%、氧化锆0.5%、氧化铋0.6%、二氧化锰0.4%。

优选地,该中介微波介质陶瓷粉料还包括烧结助剂2~5%,所述的烧结助剂为包括a或b的氧化物,a为zn、cu、sn、fe、co、ni中的至少一种,b为v、nb、ta、ti、si中的至少一种,a的氧化物的质量含量占烧结助剂的总质量的30~60wt%。

优选地,该中介微波介质陶瓷粉料还包括改性剂1~6%,所述改性剂为氧化物b2o3、v2o5和nio中的至少一种。

一种上述的中介微波介质陶瓷粉料的制备方法,其包括如下步骤:

s1:按权利要求1的物料比配料,将物料湿法球磨混合后进行干燥;

s2:将干燥后的粉体进行二次球磨后添加聚乙二醇peg2000进行造粒、过筛;

s3:造粒过筛后压制成型,在一定温度下排胶后随炉冷却后得到陶瓷粉料,再将陶瓷粉料进行烧结,即得微波介质材料。

优选地,所述的步骤s1中湿法球磨为加入去离子水介质球磨4-6小时;干燥温度为60-100℃、时间为0.5-1小时。

优选地,所述的步骤s2中二次球磨后添加聚乙二醇peg2000的用量占陶瓷粉料全部物料总质量的3-5wt%造粒;过筛采用40~100目筛网过筛。

优选地,所述的步骤s3中排胶温度为300-400℃、时间为1-2小时;烧结温度为950-1050℃、烧结时间为4-5小时。

与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:

本发明的中介微波介质陶瓷粉料具有烧结温度低、介电常数低、品质因数q较高、温度稳定性优异等特点,烧结温度在1000℃左右,有益于节能,通过添加氧化镁在二氧化钛组分中使晶粒尺寸明显减小,通过添加纳米纳米氧化镧,可以有效提高抗电蚀能力、降低电极损耗,利用烧结助剂、改性剂等复配,有效抑制陶瓷晶粒异常生长,加快气孔排除,促进陶瓷烧结致密化,提高陶瓷硬度和相对密度,还具有介质损耗小、抗电强度高、温度特性好等优点。

上述是发明技术方案的概述,以下结合具体实施方式,对本发明做进一步说明。

具体实施方式:

为了使本发明的目的和技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例作详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

实施例1:本实施例提供的中介微波介质陶瓷粉料及其制备方法,该中介微波介质陶瓷粉料包括如下重量百分数的组分:氧化镁33%、二氧化钛60%、三氧化二镧1.4%、碳酸钙4%、氧化锆0.6%、氧化铋0.5%、二氧化锰0.5%。本实施例的上述中介微波介质陶瓷粉料的制备方法,其包括如下步骤:s1:按上述物料比配料,将物料湿法球磨混合后进行干燥;湿法球磨为加入去离子水介质球磨4小时;干燥温度为100℃、时间为0.5小时。s2:将干燥后的粉体进行二次球磨后添加聚乙二醇peg2000进行造粒、过筛;二次球磨后添加聚乙二醇peg2000的用量占陶瓷粉料全部物料总质量的3wt%造粒;过筛采用40~100目筛网过筛。s3:造粒过筛后压制成型,在一定温度下排胶后随炉冷却后得到陶瓷粉料,再将陶瓷粉料进行烧结,即得微波介质材料。排胶温度为400℃、时间为1小时;烧结温度为950℃、烧结时间为5小时。

实施例2:本实施例提供的中介微波介质陶瓷粉料及其制备方法,其与实施例1基本相同,不同之处在于:该中介微波介质陶瓷粉料包括如下重量百分数的组分:氧化镁30%、二氧化钛62.4%、三氧化二镧1.6%、碳酸钙5%、氧化锆0.6%、氧化铋0.4%、二氧化锰0.6%。其制备方法不同之处在于:在步骤s1中湿法球磨为加入去离子水介质球磨6小时;干燥温度为60℃、时间为1小时;在步骤s2中二次球磨后添加聚乙二醇peg2000的用量占陶瓷粉料全部物料总质量的5wt%造粒;过筛用40~100目筛网过筛;在步骤s3中排胶温度为400℃、时间为1小时;烧结温度为1050℃、烧结时间为4小时。

实施例3:本实施例提供的中介微波介质陶瓷粉料及其制备方法,其与实施例1基本相同,不同之处在于:该中介微波介质陶瓷粉料包括如下重量百分数的组分:氧化镁31.5%、二氧化钛62%、三氧化二镧2%、碳酸钙3%、氧化锆0.5%、氧化铋0.6%、二氧化锰0.4%。其制备方法不同之处在于:在步骤s1中湿法球磨为加入去离子水介质球磨4小时;干燥温度为60℃、时间为0.5小时;在步骤s2中二次球磨后添加聚乙二醇peg2000用量占陶瓷粉料全部物料总质量的5wt%造粒;过筛用40~100目筛网过筛;在步骤s3中排胶温度为400℃、时间为2小时;烧结温度为1050℃、烧结时间为5小时。

实施例4:本实施例提供的中介微波介质陶瓷粉料及其制备方法,其与实施例1基本相同,不同之处在于:该中介微波介质陶瓷粉料包括如下重量百分数的组分:氧化镁30%、二氧化钛60.4%、三氧化二镧1.6%、碳酸钙5%、氧化锆0.6%、氧化铋0.4%、二氧化锰0.6%以及烧结助剂2%,所述的烧结助剂为包括a或b的氧化物,a为zn、cu、sn、fe、co、ni中的至少一种,b为v、nb、ta、ti、si中的至少一种,a的氧化物的质量含量占烧结助剂的总质量的60wt%。其制备方法不同之处在于:在步骤s1中湿法球磨为加入去离子水介质球磨6小时;干燥温度为60℃、时间为1小时;在步骤s2中二次球磨后添加聚乙二醇peg2000的用量占陶瓷粉料全部物料总质量的3wt%造粒;过筛采用40~100目筛网过筛;在步骤s3中排胶温度为380℃、时间为1.5小时;烧结温度为1000℃、烧结时间为4小时。

实施例5:本实施例提供的中介微波介质陶瓷粉料及其制备方法,其与实施例1基本相同,不同之处在于:该中介微波介质陶瓷粉料包括如下重量百分数的组分:氧化镁31.5%、二氧化钛56%、三氧化二镧2%、碳酸钙3%、氧化锆0.5%、氧化铋0.6%、二氧化锰0.4%以及改性剂6%,所述改性剂为氧化物b2o3、v2o5和nio中的至少一种。其制备方法不同之处在于:在步骤s1中湿法球磨为加入去离子水介质球磨5小时;干燥温度为80℃、时间为1小时;在步骤s2中二次球磨后添加聚乙二醇peg2000的用量占陶瓷粉料全部物料总质量的4wt%造粒;过筛采用40~100目筛网过筛;在步骤s3中排胶温度为350℃、时间为1.5小时;烧结温度为1050℃、烧结时间为4小时。

实施例6:本实施例提供的中介微波介质陶瓷粉料及其制备方法,其与实施例1基本相同,不同之处在于:该中介微波介质陶瓷粉料包括如下重量百分数的组分:氧化镁32%、二氧化钛55%、三氧化二镧1.4%、碳酸钙4%、氧化锆0.6%、氧化铋0.5%、二氧化锰0.5%以及烧结助剂3%与改性剂3%,所述的烧结助剂为包括a或b的氧化物,a为zn、cu、sn、fe、co、ni中的至少一种,b为v、nb、ta、ti、si中的至少一种,a的氧化物的质量含量占烧结助剂的总质量的50wt%;所述改性剂为氧化物b2o3、v2o5和nio中的至少一种。其制备方法不同之处在于:在步骤s1中湿法球磨为加入去离子水介质球磨4小时;干燥温度为90℃、时间为0.5小时;在步骤s2中二次球磨后添加聚乙二醇peg2000的用量占陶瓷粉料全部物料总质量的4wt%造粒;过筛采用40~100目筛网过筛;在步骤s3中排胶温度为350℃、时间为2小时;烧结温度为950℃、烧结时间为4.5小时。

根据上述说明书的揭示和教导,本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此,本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式,对发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。

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