一种温度稳定、介电常数可调的微波介质陶瓷及制备方法_2

文档序号:9210709阅读:来源:国知局
素,最终制备出性能优异的微波介电陶瓷。
[0040] 5、本发明的最终产物具有可调介电常数(20-30,25°C)、高品质因子(>50000)、可 调的温度稳定性(彡±30ppm/°C,温度范围:-40°C_+85°C),在保证温度稳定的情况下,实 现介电常数在较大范围内可调,可以实现不同尺寸微波元器件的设计,方便于应用。
【附图说明】
[0041] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以 根据这些附图获得其它附图。
[0042] 图1是本发明的温度稳定、介电常数可调的微波介质陶瓷制备方法的方法流程 图。
【具体实施方式】
[0043] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其 他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0044] 实施例一:
[0045] 本发明提供了一种温度稳定、介电常数可调的微波介质陶瓷,所述微波介质陶瓷 化学式为!(l-rOMgTUAluNbQjA-nSrTii-ySiyCV其中n= 0.01,X= 0.03,y= 0.03, 则化学式为0.QgMgTia97(Ala5Nba5)atl3O3-O.OlSrTia97Siatl3O3,所述微波介质陶瓷包括以下 原料:MgO、Si02、Ti02、SrC03、Al2O3和Nb205。
[0046] 相应地,本发明还提供了一种温度稳定、介电常数可调的微波介质陶瓷制备方法, 包括以下步骤:
[0047] S1、将原料MgO、Si02、Ti02、SrC03、Al2O3和Nb205分别按照化学式为 MgTia97(Ala5Nba5)atl3O3和SrTiCl97Siatl3O3的组成称量配料,将按照所述两种化学式配料的 原料混合物分别置入球磨罐中,加入去离子水和直径为5mm的氧化锆球进行球磨混合,其 中氧化锆球为球磨介质;
[0048] S2、将球磨后的所述两种原料混合物干燥,再将MgTitl97 (Ala混合原料 在温度为ll〇〇°C下煅烧8h,和将SrTia97Siatl3O3的混合原料在温度为1200°C煅烧7h,制备 得到煅烧料;
[0049] S3、将所述煅烧料按照 0?QgMgTia97(Ala5Nba5)atl3O3-O.OlSrTia97Siatl3O3的组成进 行二次配料混合,加入不大于所述煅烧料总量的0. 2wt%的MnO后置入球磨罐中,加去离子 水和直径为2mm的氧化锆球进行球磨混合,球磨条件为在转速为300rpm下球磨8h,其中氧 化锆为球磨介质,制备得到浆料;
[0050] S4、在温度为80°C下将所述浆料干燥10h,以质量百分数为2. 5wt%的聚乙烯醇溶 液为粘接剂,在烘干后的浆料中加入所述浆料质量的l〇wt%的聚乙烯醇溶液进行造粒,并 在温度为50°C下干燥8h;
[0051] S5、在成型压力为150MPa下以干压成型制备得到素坯,将所述素坯置入高温炉中 梯度缓慢升温进行排胶,其中梯度缓慢升温具体为以〇. 5°c/min的升温速度升温至100°C, 保温0. 5h,再以1°C/min的升温速度升温至600°C,保温12h;
[0052] 再将排胶后的素坯置于高温炉中梯度缓慢升温,冷却至室温制备得到微波介质陶 瓷,其中梯度缓慢升温具体为以2°C/min的升温速度升温至1000°C,再以5°C/min的升温 速度升温至1200°C,再以3°C/min的升温速度升温至1370°C,保温4h。
[0053] 实施例二:
[0054] 本发明提供了 一种温度稳定、介电常数可调的微波介质陶瓷,化学式为:(l_n) MgTUAluNbQjA-nSrTii-ySiyCV其中n= 0. 03,x= 0. 01,y= 0? 05,则化学式为 0? 97MgT i〇.99 (Al〇.5NbQ. 5)Q.Q103-0. 03SrTia95SiQ.Q503,所述微波介质陶瓷包括以下原料:MgO、Si02、Ti02、 SrC03、Al20#PNb205。
[0055] 相应地,本发明还提供了一种温度稳定、介电常数可调的微波介质陶瓷制备方法, 包括以下步骤:
[0056] S1、将原料MgO、Si02、Ti02、SrC03、Al2O3和Nb205分别按照化学式为 MgTia99(Ala5Nba5)atllO3和SrTiCl95Siatl5O3的组成称量配料,将按照所述两种化学式配料的 原料混合物分别置入球磨罐中,加入去离子水和直径为5mm的氧化锆球进行球磨混合,其 中氧化锆球为球磨介质;
[0057] S2、将球磨后的所述两种原料混合物干燥,再将MgTitl99 (Ala 混合原料 在温度为1130°C下煅烧6h,和将SrTia95Siatl5O^混合原料在温度为1240°C煅烧5h,制备 得到煅烧料;
[0058] S3、将所述煅烧料按照 0?QTMgTia99(Ala5Nba5)atllO3-O. 03SrTiQ.95SiQ.Q503的组成进 行二次配料混合,加入不大于所述煅烧料总量的0. 2wt%的MnO后置入球磨罐中,加去离子 水和直径为2mm的氧化锆球进行球磨混合,球磨条件为在转速为330rpm下球磨7h,其中氧 化锆为球磨介质,制备得到浆料;
[0059] S4、在温度为80°C下将所述浆料干燥13h,以质量百分数为3wt%的聚乙烯醇溶液 为粘接剂,在烘干后的浆料中加入所述浆料质量的13wt%的聚乙烯醇溶液进行造粒,并在 温度为55°C下干燥6h;
[0060] S5、在成型压力为160MPa下以干压成型制备得到素坯,将所述素坯置入高温炉中 梯度缓慢升温进行排胶,其中梯度缓慢升温具体为以〇. 5°c/min的升温速度升温至100°C, 保温0. 5h,再以1°C/min的升温速度升温至630°C,保温IOh;
[0061] 再将排胶后的素坯置于高温炉中梯度缓慢升温,冷却至室温制备得到微波介质陶 瓷,其中梯度缓慢升温具体为以2°c/min的升温速度升温至1000°C,再以7°C/min的升温 速度升温至1200°C,再以4°C/min的升温速度升温至1360°C,保温6h。
[0062] 实施例三:
[0063] 本发明提供了 一种温度稳定、介电常数可调的微波介质陶瓷,化学式为:(l_n) 1%!11_!£(六1(|. 5恥(|.5)!£03-1^1'11 1_#1703,其中11 = 0.05,叉=0.05,7 = 0.06,则化学式为0.951%丁 i0.95 (Ala5NbQ. 5)Q.Q5O3-O. 05SrTia94SiQ.。603,所述微波介质陶瓷包括以下原料:MgO、Si02、Ti02、 SrC03、Al20#PNb205。
[0064] 相应地,本发明还提供了一种温度稳定、介电常数可调的微波介质陶瓷制备方法, 包括以下步骤:
[0065] S1、将原料MgO、Si02、Ti02、SrC03、Al2O3和Nb205分别按照化学式为 MgTia95(Ala5Nba5)atl5O3和SrTiCl94Siatl6O3的组成称量配料,将按照所述两种化学式配料的 原料混合物分别置入球磨罐中,加入去离子水和直径为5mm的氧化锆球进行球磨混合,其 中氧化锆球为球磨介质;
[0066] S2、将球磨后的所述两种原料混合物干燥,再将MgTitl95 (Ala5NbQ5)Q.Q5(V混合原料 在温度为1170°C下煅烧5h,和将SrTia94Siatl6O^混合原料在温度为1270°C煅烧4h,制备 得到煅烧料;
[0067]S3、将所述煅烧料按照0?QSMgTia95(Ala5Nba5)atl5O3-O. 05SrTiQ.94SiQ.Q603的组成进 行二次配料混合,加入不大于所述煅烧料总量的0. 2wt%的MnO后置入球磨罐中,加去离子 水和直径为2mm的氧化锆球进行球磨混合,球磨条件为在转速为350rpm下球磨6h,其中氧 化锆为球磨介质,制备得到浆料;
[0068]S4、在温度为80°C下将所述浆料干燥16h,以质量百分数为4wt%的聚乙烯醇溶液 为粘接剂,在烘干后的浆料中加入所述浆料质量的16wt%的聚乙烯醇溶液进行造粒,并在 温度为58°C下干燥5h;
[0069]S5、在成型压力为ISOMPa下以干压成型制备得到素坯,将所述素坯置入高温炉中 梯度缓慢升温进行排胶,其中梯度缓慢升温具体为以〇. 5°c/min的升温速度升温至100°C, 保温0. 5h,再以1°C/min的升温速度升温至660°C,保温8h;
[0070] 再将排胶后的素坯置于高温炉中梯度缓慢升温,冷却至室温制备得到微波介质陶 瓷,其中梯度缓慢升温具体为以2°c/min的升温速度升温至1000°C,再以8°C/min的升温 速度升温至1200°C,再以5°C/min的升温速度升温至1380°C,保温5h。
[0071] 实施例四:
[0072] 本发明提供了 一种温度稳定、介电常数可调的微波介质陶瓷,化学式为:(l_n) 1%!11_!£(六1(|. 5恥(|.5)!£03-1^1'11 1_#1703,其中11 = 0.08,叉=0.05,7 =
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