陶瓷材料及其制备方法、谐振器、滤波器及射频拉远设备的制造方法【
技术领域：
】[0001]本发明涉及介质谐振器的
技术领域：
，具体是涉及一种微波介质陶瓷材料及其制备方法、谐振器、腔体滤波器及射频拉远设备。【
背景技术：
】[0002]介质谐振器是一个最基本的微波元件，利用介质谐振器可以构成滤波器、振荡器和天线等微波电路，广泛应用于移动通讯、卫星通信、军用雷达、全球定位系统、蓝牙技术、无线局域网等现代通信中，是现代通信技术的关键基础器件。应用于微波电路的介质谐振器，除了必备的机械强度外，还需满足如下介电性能要求：（1)在微波频率下具有相对较高的介电常数一般要求^>20,以便于微波器件小型化、集成化;（2)在微波谐振频率下具有极低的介电损耗，即很高的品质因数(QXf)，以保证优良的选频特性和降低器件在高频下的插入损耗；（3)接近零的谐振频率温度系数(Tf)，以保证器件在温度变化环境中谐振频率的高度稳定性。[0003]Ba2Ti9〇2〇材料的介电性能：er=39，QXf=32000GHz，Tf=+2ppm/°C。也有人研究了掺杂物如此、511、2匕0&、3匕？13对8&21^9〇2()介电性能的影响。研究结果表明掺杂此、311、？13会严重地降低QXf值，而掺杂Zr、Ca、Sr则能增大QXf值。[0004]根据介质谐振器的性能要求，对Ba2Ti9〇20添加不同的化合物。目前制备Ba2Ti9〇20基介质陶瓷材料谐振器主要是干压成型法。引用的文献如下：[0005][1]H.M.O'Bryan,J.ThomsonJr,J.K.Plourde,AnewBa〇-Ti02compoundwithtemperature-stablehighpermitivityandlowmicrowaveloss,J.Am.Ceram.Soc.,57450-453(1974).[0006][2]J.K.Plourde,D.F.Lim,H.M.0'Bryan,J.ThomsonJr.,Ba2Ti9020asamicrowavedielectricresonator,J.Amer.Ceram.Soc.,58418-420(1975).[0007]目前利用干压法制备的Ba2Ti902Q基介质陶瓷材料谐振器介电常数er较低，不利于微波器件小型化、集成化;品质因数较低，从而介电损耗较高，谐振频率温度系数(Tf)较高，无法保证保证器件在温度变化环境中谐振频率的高度稳定性。因此，利用干压法制备的Ba2Tig〇2〇基介质陶瓷材料谐振器介电性能较差。[0008]虽然注射成型的研究和应用在不断的发展，从聚合物到金属再到陶瓷（主要应用于结构陶瓷，氧化铝、氧化锆等）。但对于介质陶瓷谐振器的注射成型研究和生产几乎没有。现有技术中的成型工艺主要是干压成型。干压成型的原理是:对介质陶瓷粉末加粘结剂造粒、通过模具进行压制成型后进行烧结。此工艺制备介质谐振器存在如下缺点：（1)压制成型过程中，颗粒间以及颗粒与模壁间存在的内、外摩擦引起压力损失使压坯各部位受力不均，因此生坯、烧结样品密度分布不均匀。不均匀的程度与选用的压制方式有关，常用的压制方式有单向压制和双向压制，其密度分布情况如图la和lb所示，密度的均匀性会影响介质谐振器的介电性能，进而也会影响滤波器的工作性能；（2)受限于压制方式，介质谐振器大部分是柱状(或类似形状），并不是所有形状尺寸能用干压法进行制备，比如形状复杂的谐振器脱模难以实现，长径比大的谐振器也无法通过压制制得，因为容易因密度不均匀而出现低密度区，进而导致烧结过程中谐振器变形，制作精度差，为了得到想要的形状或尺寸还需要进行机加工获得。[0009]综上所述，现有技术中通常采用的干压法制备的微波介质陶瓷，存在所制备微波介质陶瓷材料谐振器的密度不均匀，导致微波介质陶瓷材料谐振器介电性能较差；同时，干压法无法制备形状复杂的谐振器。【
发明内容】[0010]本发明实施例提供一种Ba2Ti9〇2Q基微波介质陶瓷材料谐振器及其制备方法，以解决现有技术中采用干压成型法制得的微波介质陶瓷的密度不均，导致使用该微波介质陶瓷做成谐振器的介电性能较差的技术问题。[0011]为解决上述问题，本发明一方面提供了一种Ba2Ti902Q基微波介质陶瓷材料谐振器的制备方法所述制备方法包括：[0012]制备混合料，所述混合料中至少包括Ba2Ti9〇2Q基陶瓷粉体和有机粘结剂；[0013]将所述混合料注射成型，得到坯体；[0014]将所述胚体先后进行非极性溶剂萃取脱脂和热脱脂；[0015]将热脱脂后的坯体进行烧结，以得到所述Ba2Ti902Q基微波介质陶瓷。[00?6]根据本发明一优选实施例，所述混合料中的Ba2Ti9〇2Q基陶瓷粉体的重量百分含量为76~85%，所述有机粘结剂的重量百分含量为15~24%。[0017]根据本发明一优选实施例，所述Ba2Ti9〇2Q基陶瓷粉体的配方化学式为Ba2Ti9〇2Q+ax+by，其中X、y至少包括M0O3、Mn02、W〇3、Sn02、B2O3、ZnO、Nb2〇5、Zr02、CaC03、SrC03、PbC03中的一种或多种，Omol<a，b<0.20mol。[0018]根据本发明一优选实施例，所述有机粘结剂包括粘结剂、表面活性剂、低熔点有机物以及增塑剂。[0019]根据本发明一优选实施例，所述将混合料注射成型的步骤包括：[0020]将所述混合料在注射成型机中加热成粘稠性熔体；[0021]将所述粘稠性熔体注入模具内，在模具内冷却后脱模得到坯体；[0022]其中，注射温度为170°C~200°C。[0023]根据本发明一优选实施例，所述胚体的非极性溶剂萃取脱脂过程具体包括：[0024]将注射成型得到的坯体放入非极性溶剂中，以溶解脱除部分有机粘结剂；[0025]将非极性溶剂萃取脱脂后的坯体进行干燥。[0026]根据本发明一优选实施例，将经由非极性溶剂萃取脱脂并干燥的胚体继续进行热脱脂，以脱除胚体中剩余的有机粘结剂，所述热脱脂的过程为:将胚体以0.5~5°C/min的升温速率升温至550°C，然后保温2~3小时。[0027]根据本发明一优选实施例，所述烧结的温度为1200~1400°C，加热后保温2~6小时。[0028]根据本发明一优选实施例，所述胚体非极性溶剂萃取脱脂过程中的非极性溶剂的温度为30~50°C，脱脂时间为12~36小时;脱脂后进行干燥的温度为50~70°C，干燥时间为4~12h〇[0029]根据本发明一优选实施例，所述有机粘结剂中各组分的重量百分含量为:粘结剂50~90%;表面活性剂1~5%;低熔点有机物2~11%以及增塑剂1~11%。[0030]根据本发明一优选实施例，所述粘结剂至少包括石蜡、乙烯-乙酸乙烯脂共聚物、聚丙烯、无规聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸酯、乙烯丙烯酸乙酯共聚物中的一种或多种；所述表面活性剂至少包括硬脂酸、辛酸、微晶石蜡中的一种或多种;所述增塑剂至少包括邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二辛脂中的一种或多种。[0031]为解决上述技术问题，本发明第二方面提供一种Ba2Ti9〇2Q基微波介质陶瓷材料，所述微波介质陶瓷材料中包括重量百分含量为76~85%的Ba2Ti9〇2Q基陶瓷粉体以及重量百分含量为15~24%的有机粘结剂。[0032]根据本发明一优选实施例，所述Ba2Ti9〇2〇基陶瓷粉体的配方化学式为Ba2Ti9〇2〇当前第1页1 2 3 4