复合微波介质陶瓷材料及其制备方法和电子器件与流程

[0001]
本发明涉及微波介质材料技术领域，尤其是涉及一种复合微波介质陶瓷材料及其制备方法和电子器件。


背景技术：

[0002]
随着移动通信技术进入5g时代，大规模mimo技术的发展，加上基站集成化、小型化、轻量化等要求的不断提高，对滤波器提出了更高的要求，其已经成为5g设备小型化的关键。然而，滤波器体积越小，表面电流和由此产生的损耗就越大，功率容量也就越小。常用金属腔体滤波器体积越小，性能指标越差，在高频段不具竞争力。微波介质陶瓷在满足核心性能要求的前提下，具有重量轻、抗温漂特性好、小型化等综合优点，在下一代滤波器领域引起了极大的关注。低温共烧陶瓷(ltcc)技术是一种能够集成互连、无源元件和封装的多层陶瓷制造技术，在现代电子设备制造中发挥着越来越重要的作用。优异的高频特性、高密度集成度、高性能的材料制备技术，低损耗和高可靠性使ltcc成为未来滤波器件不可缺少的材料。目前，为了更好地满足陶瓷滤波器的发展要求，最难解决的技术问题是粉末原料的制备和提高微波介质陶瓷的性能。这就要求微波介质陶瓷介质材料应满足以下要求：(1)具有低的介电常数r；(2)高品质因数qxf；(3)低烧结温度(950c以下)。因此本领域有必要提供一种微波介电性能较好且烧结温度较低的微波介质陶瓷及其制备方法。


技术实现要素：

[0003]
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种复合微波介质陶瓷材料及其制备方法和电子器件。
[0004]
本发明的第一方面，提供复合微波介质陶瓷材料，所述复合微波介质陶瓷材料的组成为(1-u)(ca
1-x-y
sr
x
ba
y
)wo
4-u(na
z
k
2-z
)wo4，其中0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤2，u表示摩尔比例，0＜u＜1。
[0005]
根据本发明实施例的复合微波介质陶瓷材料，至少具有如下有益效果：
[0006]
本发明实施例的复合微波介质陶瓷材料(1-u)(ca
1-x-y
sr
x
ba
y
)wo
4-u(na
z
k
2-z
)wo4具有优良的微波介电性能，具有低介电常数(ε
r
为4～12之间)，高品质因数(q
×
f为30000～140000ghz)，谐振频率温度系数为τ
f
为0至-100ppm/℃和较低的烧结温度(950℃以下)。相较于同介电常数的其它体系微波介质陶瓷，本发明实施例提供的复合微波介质陶瓷材料品质因数q
×
f更大，介电损耗超低，并且具有低烧结温度，能够应用于ltcc技术，在微波到毫米波波段应用的多层介质谐振器、滤波器、双工器和天线等微波和毫米波器件的设计制造中有着极大的应用潜力。
[0007]
根据本发明的一些实施例，所述复合微波介质陶瓷材料的介电常数为4～12。
[0008]
根据本发明的一些实施例，所述复合微波介质陶瓷材料的品质因数为30000ghz～1400000ghz。
[0009]
根据本发明的一些实施例，所述复合微波介质陶瓷材料的谐振频率温度系数为0
～-100ppm/℃。
[0010]
本发明的第二方面，提供上述的复合微波介质陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：
[0011]
按反应原料的化学计量比称重，所述反应原料选自na2co3、k2co3、caco3、srco3、baco3和wo3，混合均匀；
[0012]
将混合均匀后的所述反应原料在400～600℃烧结，形成烧结粉体；
[0013]
在所述烧结粉体中加入粘结剂进行成型，得到成型样品；
[0014]
将所述成型样品在500～900℃烧结，得到复合微波介质陶瓷材料。
[0015]
根据本发明实施例的复合微波介质陶瓷材料的制备方法，至少具有如下有益效果：
[0016]
本发明实施例通过选择特定的原料，利用(na
z
k
2-z
)wo4具有很低的熔点这一优势，使其在合成复合微波介质陶瓷材料时充当烧结助剂的角色，起到液相烧结的作用，能够大大降低复合微波介质陶瓷材料的烧结温度，使其能够满足ltcc技术的应用需求。此外本发明实施例在成型前先进行烧结粉体，目的是为了充分排除体系中的杂质使得粉体初步成相，避免成型后烧结在排除杂质过程中产生大量气孔、缺陷而造成材料性能降低的问题。
[0017]
根据本发明的一些实施例，所述粘结剂为聚乙烯醇(pva)。使用pva是为了能够更好的成型，pva在550℃时能够完全排除不影响材料的性能，而选择石蜡等其他粘结剂在烧结时很难排除掉。
[0018]
根据本发明的一些实施例，所述成型的方式为：先置于100～150mpa预压样品使样品初步成型，然后置于200～250mpa压制使样品成型更加致密。
[0019]
根据本发明的一些实施例，使用普通压机进行预压样品使样品初步成型，利用冷等静压机进行压制使样品成型更加致密。
[0020]
根据本发明的一些实施例，所述混合均匀的方式为：将所述反应原料进行球磨，球磨介质为乙醇和氧化锆球，然后烘干。
[0021]
本发明的第三方面，提供电子器件，包括上述的复合微波介质陶瓷材料。
[0022]
根据本发明的一些实施例，电子器件可以例举的有多层介质谐振器、滤波器、双工器、天线等微波和毫米波器件。
附图说明
[0023]
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：
[0024]
图1为实施例1中复合微波介质陶瓷材料0.7cawo
4-0.3na2wo4的微波性能测试结果图；
[0025]
图2为实施例2中复合微波介质陶瓷材料0.6cawo
4-0.4na2wo4的微波性能测试结果图；
[0026]
图3为实施例3中复合微波介质陶瓷材料0.5cawo
4-0.5na2wo4的微波性能测试结果图；
[0027]
图4为实施例4中复合微波介质陶瓷材料0.8(ca
0.375
sr
0.625
)wo
4-0.2na2wo4的微波性能测试结果图；
[0028]
图5为实施例5中复合微波介质陶瓷材料0.8(ca
0.625
sr
0.375
)wo
4-0.2na2wo4的微波
性能测试结果图；
[0029]
图6为实施例6中复合微波介质陶瓷材料0.8(ca
0.75
sr
0.25
)wo
4-0.2na2wo4的微波性能测试结果图；
[0030]
图7为实施例7中复合微波介质陶瓷材料0.9srwo
4-0.1na2wo4的微波性能测试结果图；
[0031]
图8为实施例8中复合微波介质陶瓷材料0.5bawo
4-0.5na2wo4的微波性能测试结果图；
[0032]
图9为实施例9中复合微波介质陶瓷材料0.9cawo
4-0.1(nak)wo4的微波性能测试结果图；
[0033]
图10为实施例10中复合微波介质陶瓷材料0.9cawo
4-0.1(nak)wo4的微波性能测试结果图；
[0034]
图11为实施例11中复合微波介质陶瓷材料0.8bawo
4-0.2(nak)wo4的微波性能测试结果图；
[0035]
图12为实施例12中复合微波介质陶瓷材料0.7cawo
4-0.3(nak)wo4的微波性能测试结果图。
具体实施方式
[0036]
以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。
[0037]
实施例1
[0038]
本实施例提供一种复合微波介质陶瓷材料0.7cawo
4-0.3na2wo4，按照如下步骤制备：
[0039]
按照na2co3:caco3:wo3＝0.3:0.7:1的摩尔比分别称取2.8512g na2co3、6.3395g caco3、20.8094g wo3，将混合粉体、氧化锆、乙醇以1：2：1的质量比称量放入球磨罐，用球磨机球磨2～6小时后放入烘箱干燥；
[0040]
然后将干燥后的粉体在烧结炉500℃预烧，烧结4小时；
[0041]
在预烧后的粉体加入55％的聚乙烯醇(pva)，造粒后过100-120目筛网，在普通压机等轴加压150mpa，然后使用冷等静压机加压200mpa成型；
[0042]
最后将压制成型的样品分别放入烧结炉不同温度下(610℃、620℃、630℃、640℃、650℃、700℃、750℃)烧结，烧结4小时，制备得到0.7cawo
4-0.3na2wo4复合微波介质陶瓷。微波性能测试结果如图1所示，从图中可以看出，本实施例制备得到的复合微波介质陶瓷材料0.7cawo
4-0.3na2wo4介电常数ε
r
在9～10之间，品质因数q
×
f为40000～80000ghz，谐振频率温度系数τ
f
为-20～-60ppm/℃，介质损耗tanδ超低，在1.0
×
10-4
～3.0
×
10-4
之间。
[0043]
本实施例中预烧的温度为500℃，实际操作中温度可选择400～600℃。在进行压制成型的操作过程中可以先置于100～150mpa进行初步成型，然后置于200～250mpa进行进一步成型，使得产品成型更加致密。
[0044]
实施例2
[0045]
本实施例提供一种复合微波介质陶瓷材料0.6cawo
4-0.4na2wo4，按照如下步骤制备：
[0046]
按照na2co3:caco3:wo3＝0.4:0.6:1的摩尔比分别称取3.7748g na2co3、5.3956g caco3、20.8297g wo3，将混合粉体、氧化锆、乙醇以1：2：1的质量比称量放入球磨罐，用球磨机球磨2～6小时后放入烘箱干燥；
[0047]
然后将干燥后的粉体在烧结炉500℃预烧，烧结4小时；
[0048]
在预烧后的粉体加入5％的聚乙烯醇(pva)，造粒后过100-120目筛网，在普通压机等轴加压150mpa，然后使用冷等静压机加压200mpa成型；
[0049]
最后将压制成型的样品分别放入烧结炉不同温度下(600℃、610℃、620℃、630℃、640℃、650℃、700℃、750℃)烧结，烧结4小时，制备得到0.6cawo
4-0.4na2wo4复合微波介质陶瓷。微波性能测试结果如图2所示，从图中可以看出，本实施例制备得到的复合微波介质陶瓷材料0.6cawo
4-0.4na2wo4介电常数ε
r
在6.5～8之间，品质因数q
×
f为20000～60000ghz，谐振频率温度系数τ
f
为-20～-60ppm/℃，介质损耗tanδ超低，在2.0
×
10-4
～5.0
×
10-4
之间。
[0050]
实施例3
[0051]
本实施例提供一种复合微波介质陶瓷材料0.5cawo
4-0.5na2wo4，按照如下步骤制备：
[0052]
按照na2co3:caco3:wo3＝0.5:0.5:1的摩尔比分别称取4.7378g na2co3、4.5147g caco3、20.7475g wo3，将混合粉体、氧化锆、乙醇以1：2：1的质量比称量放入球磨罐，用球磨机球磨2～6小时后放入烘箱干燥；
[0053]
然后将干燥后的粉体在烧结炉500℃预烧，烧结4小时；
[0054]
在预烧后的粉体加入5％的聚乙烯醇(pva)，造粒后过100-120目筛网，在普通压机等轴加压150mpa，然后使用冷等静压机加压200mpa成型；
[0055]
最后将压制成型的样品分别放入烧结炉不同温度下(600℃、610℃、620℃、630℃、640℃、650℃、700℃、750℃)烧结，烧结4小时，制备得到0.5cawo
4-0.5na2wo4复合微波介质陶瓷。微波性能测试结果如图3所示，从图中可以看出，本实施例制备得到的复合微波介质陶瓷材料0.5cawo
4-0.5na2wo4介电常数ε
r
在6～7之间，品质因数q
×
f为40000～80000ghz，谐振频率温度系数τ
f
为-20～-80ppm/℃，介质损耗tanδ超低，在1.0
×
10-4
～3.5
×
10-4
之间。
[0056]
实施例4
[0057]
本实施例提供一种复合微波介质陶瓷材料0.8(ca
0.375
sr
0.625
)wo
4-0.2na2wo4，按照如下步骤制备：
[0058]
按照na2co3:caco3:srco3:wo3＝0.2:0.3:0.5:1的摩尔比分别称取1.7761g na2co3、2.5387g caco3、6.2409g srco3、19.4443g wo3，将混合粉体、氧化锆、乙醇以1：2：1的质量比称量放入球磨罐，用球磨机球磨2～6小时后放入烘箱干燥；
[0059]
然后将干燥后的粉体在烧结炉500℃预烧，烧结4小时；
[0060]
在预烧后的粉体加入5％的聚乙烯醇(pva)，造粒后过100-120目筛网，在普通压机等轴加压150mpa，然后使用冷等静压机加压200mpa成型；
[0061]
最后将压制成型的样品分别放入烧结炉不同温度下(600℃、610℃、620℃、630℃、640℃、650℃、700℃、750℃)烧结，烧结4小时，制备得到0.8(ca
0.375
sr
0.625
)wo
4-0.2na2wo4复
合微波介质陶瓷。微波性能测试结果如图4所示，从图中可以看出，本实施例制备得到的复合微波介质陶瓷材料0.8(ca
0.375
sr
0.625
)wo
4-0.2na2wo4介电常数ε
r
在6～7之间，品质因数q
×
f为20000～80000ghz，谐振频率温度系数τ
f
为-40～-80ppm/℃，介质损耗tanδ超低，在1.0
×
10-4
～3.5
×
10-4
之间。
[0062]
实施例5
[0063]
本实施例提供一种复合微波介质陶瓷材料0.8(ca
0.625
sr
0.375
)wo
4-0.2na2wo4，按照如下步骤制备：
[0064]
按照na2co3:caco3:srco3:wo3＝0.2:0.5:0.3:1的摩尔比分别称取1.8250gna2co3、4.3477g caco3、3.8476g srco3、19.9797gwo3，将混合粉体、氧化锆、乙醇以1：2：1的质量比称量放入球磨罐，用球磨机球磨2～6小时后放入烘箱干燥；
[0065]
然后将干燥后的粉体在烧结炉500℃预烧，烧结4小时；
[0066]
在预烧后的粉体加入5％的聚乙烯醇(pva)，造粒后过100-120目筛网，在普通压机等轴加压150mpa，然后使用冷等静压机加压200mpa成型；
[0067]
最后将压制成型的样品分别放入烧结炉不同温度下(600℃、610℃、620℃、630℃、640℃、650℃、700℃、750℃)烧结，烧结4小时，制备得到0.8(ca
0.625
sr
0.375
)wo
4-0.2na2wo4复合微波介质陶瓷。微波性能测试结果如图5所示，从图中可以看出，本实施例制备得到的复合微波介质陶瓷材料0.8(ca
0.625
sr
0.375
)wo
4-0.2na2wo4介电常数ε
r
在8～9之间，品质因数q
×
f为40000～80000ghz，谐振频率温度系数τ
f
为-20～-60ppm/℃，介质损耗tanδ超低，在1.0
×
10-4
～4
×
10-4
之间。
[0068]
实施例6
[0069]
本实施例提供一种复合微波介质陶瓷材料0.8(ca
0.75
sr
0.25
)wo
4-0.2na2wo4，按照如下步骤制备：
[0070]
按照na2co3:caco3:srco3:wo3＝0.2:0.6:0.2:1的摩尔比分别称取1.8505g na2co3、5.2900g caco3、2.6009g srco3、20.2586g wo3，将混合粉体、氧化锆、乙醇以1：2：1的质量比称量放入球磨罐，用球磨机球磨2～6小时后放入烘箱干燥；
[0071]
然后将干燥后的粉体在烧结炉500℃预烧，烧结4小时；
[0072]
在预烧后的粉体加入5％的聚乙烯醇(pva)，造粒后过100-120目筛网，在普通压机等轴加压150mpa，然后使用冷等静压机加压200mpa成型；
[0073]
最后将压制成型的样品分别放入烧结炉不同温度下(600℃、610℃、620℃、630℃、640℃、650℃、700℃、750℃)烧结，烧结4小时，制备得到0.8(ca
0.75
sr
0.25
)wo
4-0.2na2wo4复合微波介质陶瓷。微波性能测试结果如图6所示，从图中可以看出，本实施例制备得到的复合微波介质陶瓷材料0.8(ca
0.75
sr
0.25
)wo
4-0.2na2wo4介电常数ε
r
在8～9之间，品质因数q
×
f为20000～100000ghz，谐振频率温度系数τ
f
为-20～-60ppm/℃，介质损耗tanδ超低，在1.0
×
10-4
～4
×
10-4
之间。
[0074]
实施例7
[0075]
本实施例提供一种复合微波介质陶瓷材料0.9srwo
4-0.1na2wo4，按照如下步骤制备：
[0076]
按照na2co3:srco3:wo3＝0.1:0.9:1的摩尔比分别称取0.8440g na2co3、10.6763g srco3、18.4797g wo3，将混合粉体、氧化锆、乙醇以1：2：1的质量比称量放入球磨罐，用球磨
机球磨2～6小时后放入烘箱干燥；
[0077]
然后将干燥后的粉体在烧结炉500℃预烧，烧结4小时；
[0078]
在预烧后的粉体加入5％的聚乙烯醇(pva)，造粒后过100-120目筛网，在普通压机等轴加压150mpa，然后使用冷等静压机加压200mpa成型；
[0079]
最后将压制成型的样品分别放入烧结炉不同温度下(600℃、610℃、620℃、630℃、640℃、650℃、700℃、750℃)烧结，烧结4小时，制备得到0.9srwo
4-0.1na2wo4复合微波介质陶瓷。微波性能测试结果如图7所示，从图中可以看出，本实施例制备得到的复合微波介质陶瓷材料0.9srwo
4-0.1na2wo4介电常数ε
r
在7～8之间，品质因数q
×
f为20000～80000ghz，谐振频率温度系数τ
f
为-20～-60ppm/℃，介质损耗tanδ超低，在1.0
×
10-4
～4
×
10-4
之间。
[0080]
实施例8
[0081]
本实施例提供一种复合微波介质陶瓷材料0.5bawo
4-0.5na2wo4，按照如下步骤制备：
[0082]
按照na2co3:baco3:wo3＝0.5:0.5:1的摩尔比分别称取4.1234g na2co3、7.6735g baco3、18.2031g wo3，将混合粉体、氧化锆、乙醇以1：2：1的质量比称量放入球磨罐，用球磨机球磨2～6小时后放入烘箱干燥；
[0083]
然后将干燥后的粉体在烧结炉500℃预烧，烧结4小时；
[0084]
在预烧后的粉体加入5％的聚乙烯醇(pva)，造粒后过100-120目筛网，在普通压机等轴加压150mpa，然后使用冷等静压机加压200mpa成型；
[0085]
最后将压制成型的样品分别放入烧结炉不同温度下(600℃、610℃、620℃、630℃、640℃、650℃、700℃、750℃)烧结，烧结4小时，制备得到0.5bawo
4-0.5na2wo4复合微波介质陶瓷。微波性能测试结果如图8所示，从图中可以看出，本实施例制备得到的复合微波介质陶瓷材料0.5bawo
4-0.5na2wo4介电常数ε
r
在7～8之间，品质因数q
×
f为20000～80000ghz，谐振频率温度系数τ
f
为-20～-60ppm/℃，介质损耗tanδ超低，在1.0
×
10-4
～4
×
10-4
之间。
[0086]
实施例9
[0087]
本实施例提供一种复合微波介质陶瓷材料0.9cawo
4-0.1(nak)wo4，按照如下步骤制备：
[0088]
按照na2co3:k2co3:caco3:wo3＝0.05:0.05:0.9:1的摩尔比分别称取0.4729g na co3、0.6192g k2co3、8.0307g caco3、20.8772g wo3，将混合粉体、氧化锆、乙醇以1：2：1的质量比称量放入球磨罐，用球磨机球磨2～6小时后放入烘箱干燥；
[0089]
然后将干燥后的粉体在烧结炉500℃预烧，烧结4小时；
[0090]
在预烧后的粉体加入5％的聚乙烯醇(pva)，造粒后过100-120目筛网，在普通压机等轴加压150mpa，然后使用冷等静压机加压200mpa成型；
[0091]
最后将压制成型的样品分别放入烧结炉不同温度下(600℃、610℃、620℃、630℃、640℃、650℃、700℃、750℃)烧结，烧结4小时，制备得到0.9cawo
4-0.1(nak)wo4复合微波介质陶瓷。微波性能测试结果如图9所示，从图中可以看出，本实施例制备得到的复合微波介质陶瓷材料0.9cawo
4-0.1(nak)wo4介电常数ε
r
在8.5～9.5之间，品质因数q
×
f为20000～80000ghz，谐振频率温度系数τ
f
为-40～-80ppm/℃，介质损耗tanδ超低，在1.0
×
10-4
～4
×
10-4
之间。
[0092]
实施例10
[0093]
本实施例提供一种复合微波介质陶瓷材料0.5srwo
4-0.5(nak)wo4，按照如下步骤制备：
[0094]
按照na2co3:k2co3:srco3:wo3＝0.25:0.25:0.5:1的摩尔比分别称取2.3659g na co3、3.0852g k2co3、6.5911g srco3、20.7016g wo3，将混合粉体、氧化锆、乙醇以1：2：1的质量比称量放入球磨罐，用球磨机球磨2～6小时后放入烘箱干燥；
[0095]
然后将干燥后的粉体在烧结炉500℃预烧，烧结4小时；
[0096]
在预烧后的粉体加入5％的聚乙烯醇(pva)，造粒后过100-120目筛网，在普通压机等轴加压150mpa，然后使用冷等静压机加压200mpa成型；
[0097]
最后将压制成型的样品分别放入烧结炉不同温度下(600℃、610℃、620℃、630℃、640℃、650℃、700℃、750℃)烧结，烧结4小时，制备得到0.9cawo
4-0.1(nak)wo4复合微波介质陶瓷。微波性能测试结果如图10所示，从图中可以看出，本实施例制备得到的复合微波介质陶瓷材料0.5srwo
4-0.5(nak)wo4介电常数ε
r
在6.5～7.5之间，品质因数q
×
f为20000～80000ghz，谐振频率温度系数τ
f
为-20～-60ppm/℃，介质损耗tanδ超低，在1.0
×
10-4
～4
×
10-4
之间。
[0098]
实施例11
[0099]
本实施例提供一种复合微波介质陶瓷材料0.8bawo
4-0.2(nak)wo4，按照如下步骤制备：
[0100]
按照na2co3:k2co3:baco3:wo3＝0.1:0.1:0.8:1的摩尔比分别称取0.9305g na2co3、1.2134g k2co3、13.8600g baco3、20.3547g wo3，将混合粉体、氧化锆、乙醇以1：2：1的质量比称量放入球磨罐，用球磨机球磨2～6小时后放入烘箱干燥；
[0101]
然后将干燥后的粉体在烧结炉500℃预烧，烧结4小时；
[0102]
在预烧后的粉体加入5％的聚乙烯醇(pva)，造粒后过100-120目筛网，在普通压机等轴加压150mpa，然后使用冷等静压机加压200mpa成型；
[0103]
最后将压制成型的样品分别放入烧结炉不同温度下(600℃、610℃、620℃、630℃、640℃、650℃、700℃、750℃)烧结，烧结4小时，制备得到0.8bawo
4-0.2(nak)wo4复合微波介质陶瓷。微波性能测试结果如图11所示，从图中可以看出，本实施例制备得到的复合微波介质陶瓷材料0.8bawo
4-0.2(nak)wo4介电常数ε
r
在6.5～7.5之间，品质因数q
×
f为20000～80000ghz，谐振频率温度系数τ
f
为-20～-60ppm/℃，介质损耗tanδ超低，在1.0
×
10-4
～4
×
10-4
之间。
[0104]
实施例12
[0105]
本实施例提供一种复合微波介质陶瓷材料0.7cawo
4-0.3(nak)wo4，按照如下步骤制备：
[0106]
按照na2co3:k2co3:caco3:wo3＝0.15:0.15:0.7:1的摩尔比分别称取1.4900g na2co3、1.9429g k2co3、6.5665g caco3、21.7286g wo3，将混合粉体、氧化锆、乙醇以1：2：1的质量比称量放入球磨罐，用球磨机球磨2～6小时后放入烘箱干燥；
[0107]
然后将干燥后的粉体在烧结炉500℃预烧，烧结4小时；
[0108]
在预烧后的粉体加入5％的聚乙烯醇(pva)，造粒后过100-120目筛网，在普通压机等轴加压150mpa，然后使用冷等静压机加压200mpa成型；
[0109]
最后将压制成型的样品分别放入烧结炉不同温度下(600℃、610℃、620℃、630℃、
640℃、650℃、700℃、750℃)烧结，烧结4小时，制备得到0.7cawo
4-0.3(nak)wo4复合微波介质陶瓷。微波性能测试结果如图12所示，从图中可以看出，本实施例制备得到的复合微波介质陶瓷材料0.7cawo
4-0.3(nak)wo4介电常数ε
r
在7.5～8.5之间，品质因数q
×
f为20000～80000ghz，谐振频率温度系数τ
f
为-20～-60ppm/℃，介质损耗tanδ超低，在1.0
×
10-4
～4
×
10-4
之间。
[0110]
效果对比例
[0111]
对比例1
[0112]
对比例1提供一种复合微波介质陶瓷(bi
0.5
na
0.5
)
0.1
ca
0.9
wo4，按照如下步骤制备：
[0113]
按照na2co3:bi2o3:caco3:wo3＝0.025：0.025：0.9：1的摩尔比分别称取0.2364g na2co3、1.0395g bi2o3、8.0383g caco3、20.68796g wo3，将混合粉体、氧化锆、乙醇以1：2：1的质量比称量放入球磨罐，用球磨机球磨2～6小时后放入烘箱干燥，然后将干燥后的粉体在烧结炉500℃预烧，烧结4小时，在预烧后的粉体加入5％的聚乙烯醇(pva)，造粒后过100～120目筛网，在普通压机等轴加压100mpa，然后使用冷等静压机加压200mpa成型。最后将压制成型的样品放入烧结炉不同温度下(800℃、850℃、900℃)烧结，烧结4小时，制备得到(bi
0.5
na
0.5
)
0.1
ca
0.9
wo4微波介质陶瓷。微波性能测试结果表1所示。
[0114]
表1对比例1复合微波介质陶瓷(bi
0.5
na
0.5
)
0.1
ca
0.9
wo4的微波性能
[0115]
烧结温度(℃)介电常数ε
r
品质因数q
×
f(ghz)介质损耗tanδ8007.3170008.2
×
10-4
8508.8350003.8
×
10-4
9009.5220005.7
×
10-4
[0116]
对比例2
[0117]
对比例2提供一种复合微波介质陶瓷(bi
0.5
na
0.5
)
0.4
ca
0.6
wo4，按照如下步骤制备：
[0118]
按照na2co3:bi2o3:caco3:wo3＝0.1：0.1：0.6：1的摩尔比分别称取0.9029g na2co3、4.0055g bi2o3、5.1623g caco3、19.9293g wo3，将混合粉体、氧化锆、乙醇以1：2：1的质量比称量放入球磨罐，用球磨机球磨4小时后放入烘箱干燥，然后将干燥后的粉体在烧结炉500℃预烧，烧结4小时，在预烧后的粉体加入5％的聚乙烯醇(pva)，造粒后过100～120目筛网，在普通压机等轴加压150mpa，然后使用冷等静压机加压200mpa成型。最后将压制成型的样品放入烧结炉不同温度下(800℃、850℃)烧结，烧结4小时，制备得到(bi
0.5
na
0.5
)
0.4
ca
0.6
wo4微波介质陶瓷。微波性能测试结果表2所示。
[0119]
表2对比例2复合微波介质陶瓷(bi
0.5
na
0.5
)
0.4
ca
0.6
wo4的微波性能
[0120]
烧结温度(℃)介电常数ε
r
品质因数q
×
f(ghz)介质损耗tanδτ
f
(ppm/℃)80015.2180005.2
×
10-4-31.385015204004.0
×
10-4-27.8
[0121]
对比例3
[0122]
对比例3提供一种复合微波介质陶瓷0.9(ca
0.5
mg
0.5
)wo
4-0.1na2wo4，按照如下步骤制备：
[0123]
按照na2co3:mgo:caco3:wo3＝0.1:0.45:0.45:1的摩尔比分别称取1.0314g na2co3、1.7807g mgo、4.4227g caco3、22.7652g wo3，将混合粉体、氧化锆、乙醇以1：2：1的质量比称量放入球磨罐，用球磨机球磨4小时后放入烘箱干燥，然后将干燥后的粉体在烧结
炉500℃预烧，烧结4小时，在预烧后的粉体加入5％的聚乙烯醇(pva)，造粒后过100～120目筛网，在普通压机等轴加压150mpa，然后使用冷等静压机加压200mpa成型。最后将压制成型的样品放入烧结炉不同温度下(1050℃、1100℃、1150℃、1200℃)烧结，烧结4小时，制备得到0.9(ca
0.5
mg
0.5
)wo
4-0.1na2wo4微波介质陶瓷。微波性能测试结果表3所示。
[0124]
表3对比例3复合微波介质陶瓷0.9(ca
0.5
mg
0.5
)wo
4-0.1na2wo4的微波性能
[0125]
烧结温度(℃)介电常数ε
r
品质因数q
×
f(ghz)介质损耗tanδτ
f
(ppm/℃)105015.3214004.5
×
10-4-48.2110014.3228004.0
×
10-4-36.4115014.3238004.0
×
10-4-39.9120011.5448002.1
×
10-4-52.9
[0126]
从对比例1至2可以看出，原料中加入bi2o3时，制得的复合微波介质陶瓷的微波介电性能下降明显，从对比文件3中可以看出，原料中加入mgo时，陶瓷体系的烧结温度不能显著降低，达不到ltcc(小于960℃)的技术需求。对比例1至3中制得的复合微波介质陶瓷的品质因数均较低，而从实施例1至12可以看出，本发明实施例制得的复合微波介质陶瓷材料具有低相对介电常数和较好的微波介电性能，其相对介电常数在4～12之间，品质因数40000～140000ghz，谐振频率温度系数为0～-100ppm/℃，该复合微波介质陶瓷材料在950℃以下烧结具有优异的微波介电性能，其可以用于ltcc技术，在多层介质谐振器、滤波器、双工器和天线等微波器件方面有着很大的应用价值。
[0127]
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。