[0031] 似微波介电性能的测试
[0032] 微波陶瓷的介电性能指标主要为介电常数e，品质因素Q，溫度谐振频率系数= 个。介电常数的测量方法为介质谐振器法，微绕法，发射波法，空腔谐振法。而介质谐振器 法是最常用和应用最广泛的方法，它是由化化i-Coleman提出，即平行板谐振法。我们主要 测量介电常数e，品质因素Q。
[0033] 介质谐振器法的原理是将圆柱形微波介质陶瓷试样放在两个无限大彼此平行的 导电金属板之间的中屯、，构成半封闭型传输谐振器。测试时，在谐振器样品两侧分别插入两 个探针型禪合天线，由一根探针型禪合天线导出微波信号输入微波网络分析仪，网络分析 仪借此标定谐振频率，谐振腔两端的谐振线宽。由此可W用微波介质网络分析仪测出一系 列谐振频率，然后计算的出微波材料的介电常数e，W及品质因素Q值。
[0034] 实施例1 阳0对按质量百分比称取原料Sm2〇3:Mo〇3:Bi2〇3= 3:4:3,其中Sm2〇,Mo〇3,Bi2〇3(纯度 >99. 9%)。将精确称量后的粉末倒入球磨罐中，用无水乙醇当做球磨介质，加入直径分别为 8mm和4mm的Zr〇2磨球，大小磨球的加入量与粉末总质量比2:1: 1，用玻璃棒充分揽拌，使其 混合均匀，放入行星式球磨机中，运行1小时停15分钟，球磨16个小时，转速为3(K)r/min。 在70°C的真空干燥箱中烘干，将烘干粉末进行高能机械球磨，控制粉末粒径在纳米级别。将 烘干样品研磨过筛，加入球磨罐中，加入直径为4mm的Zr〇2,与样品的重量比值为10:1，在 行星式球磨机中进行高能球磨，转速为5(K)r/min，高能球磨10小时，每球磨0. 5小时停15 分钟。渗胶采用质量百分比10%的PVA溶液，添加含量为粉末质量的5%。将高能球磨粉末 手动磨碎，分别过40目，60目，80目的筛，每次过筛的粉末剩余量不超过10%，加入过筛粉 末中，进行下次过筛。压制成型选择手动压制成型，在手动压制机中压制，压制压力为4MP， 保压3分钟。
[0036] 在KSkl700X节能式快速升溫电炉进行烧结，设定rc每分钟升溫至500度，保溫 4个小时，进行排胶工艺。W5°C每分钟升溫分别至800°C，850°C，900°C，保溫化，随炉冷至 室溫。
[0037] 采用阿基米德法测量其密度，得到在750。800。850。900°C保溫化的样品， 相对致密度分别为75. 8%，86. 4%，92. 9%，96. 1% .
[003引 由于相对密度对性能影响较大，采用900°C保溫化样品进行微波性能测试，得到 其介电常数为9. 7,Q值为17980。
[0039]实施例2 W40] 按质量百分比称取原料Sm2〇3:Mo〇3= 7:3,按照实施例1进行同样的操作后，在烧 结步骤中W5°C每分钟升溫分别至780°C，保溫化，她，12h，15h，随炉冷至室溫。用阿基米德 排水法测量其相对密度分别为63. 1 %，70. 4 %，83. 2 %，92. 2 %。
[0041] 采用在780°C保溫1化烧结样品进行微波性能测试，介电常数为7. 9,Q值为
【主权项】
1. 一种微波介质陶瓷，其特征在于，该微波介质陶瓷通过稀土氧化物与金属氧化物M 组成的二元体系或三元体系在900°C以下烧结得到； 其中，稀土氧化物占二元体系或三元体系的20-70质量％ ; 所述金属氧化物M选自M〇03、Bi203、W0 3、Ag20、V2O5中的一种或两种。2. 根据权利要求1所述的微波介质陶瓷，其特征在于，所述二元体系选自 RE203 _Mo03，RE203_Bi 203，RE2〇3_W〇3，RE2O 3-Ag2O 中白勺一种，二兀体系选自 RE2O3-MoO3-Bi2O3' RE 2O3-WO3-Bi203、RE 2O3-Ag2O-Bi203、RE 2O3-V2O5-Bi2O 3中的一种，其中，RE 203表示稀土氧化物。3. 根据权利要求1或2所述的微波介质陶瓷，其特征在于，所述稀土氧化物为Sm 203。4. 根据权利要求1或2所述的微波介质陶瓷，其特征在于，所述三元体系为 Sm2O3_Mo〇3~B i 2〇3 〇5. 根据权利要求1或2所述的微波介质陶瓷，其特征在于，所述二元体系为Sm203-M〇0 3。6. 根据权利要求4所述的微波介质陶瓷，其特征在于，Sm 203:MoO3: Bi2O3的添加质量比 为 3-4:3-4:3-4。7. 根据权利要求5所述的微波介质陶瓷，其特征在于，Sm2O3 = MoO3的质量比为4-7:3-6。8. 权利要求1-7任一项所述的微波介质陶瓷的制备方法，其特征在于，将二元体系或 三元体系通过湿混球磨、烘干、高能球磨、过筛、掺胶、压制成型、烧结工艺，得到产品。9. 根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，三元体系Sm2O3 = MoO3 = Bi2O3的质量比 为 3:4:3 时，在 850°C _900°C烧结 4-6h ; 二元体系Sm2O3 = MoO3的质量比为7:3时，在700°C _800°C烧结12-18h。10. 权利要求1-7任一项所述的微波介质陶瓷的应用，其特征在于，将所述微波介质陶 瓷与Ag或Cu共烧，共烧后的产物应用于微波元器件的片式化。
【专利摘要】为实现移动通信终端更小型化目的，微波频率下的多层电路整合技术(MLIC)逐渐得到发展。本发明提供了一种具有低介电常数，低介质损耗以及低烧结温度的特点的微波介质陶瓷、其制备方法及应用。本发明采用传统固相反应法，以稀土氧化物和金属氧化物为原料，合成二元体系或三元体系的微波介质陶瓷。本发明能在较低的温度(＜900℃)下烧结获得较致密均匀的微波介质陶瓷材料，具有极低的介电常数和极低的介电损耗，且能够与Ag、Cu等低熔点金属电极共烧。可制备多层陶瓷电容器，介质基板，可促进微波器件向集成化、小型化发展。
【IPC分类】C04B35/64, C04B35/495, C04B35/50, C04B35/01, C04B35/453
【公开号】CN105236976
【申请号】CN201510623839
【发明人】刘绍军, 李 昊, 孔树
【申请人】中南大学
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年9月28日