专利名称：一种高介电常数BaO-Ln<sub>2</sub>O<sub>3</sub>-TiO<sub>2</sub>系微波介质材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种高介电常数BaO-Ln2O3-TiO2系微波介质材料及其制备方法。
背景技术：
随着移动通信系统、电缆电视系统、卫星通信系统迅速发展，为了实现微波通信设备的集成小型、高稳定性及低廉的价格，研制高性能的微波陶瓷材料，用来制作微波电容， 已成为国内外高技术陶瓷研究的一个重要课题。随着高频带应用技术的发展，实现微波设备的数字化，个人通信系统小型化、集成化，希望研制出具有高介电常数的优质微波介质陶瓷材料。但目前微波介质材料当
er=100时，存在Q · f低，温度系数大等缺陷。
发明内容
本发明旨在提供一种高介电常数BaO-Ln2O3-TiO2系微波介质材料及其制备方法， 采用化学均匀、符合计量比且物理性能均一的高纯BaCO3和高纯TiO2原材料，以进一步改善材料的烧结性能和微波介电性能；添加Ln=La、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd等镧系元素氧化物中的一种或一种以上混合物，同时加入Mg、Mn、Nb、Sr、Ca、Bi、Ce等其中一种或一种以上的氧化物或碳酸盐，固相反应形成类鹤青铜结构(Ba1InMgmSrnUSnvyNdy)i^2xTi18O54固溶体,其中 X=O O. 02，Y=O O. 05，m=0. 002 O. 025，n=0. 05 O. 03，另通过添加烧结助剂和改性掺杂物来改善该微波介质材料的品质因素和温度系数等特性，最终制备出可以在1250°C 1330°C温度范围内烧结，具有优异微波介电性能ε ^100，Q*f彡5500GHz(3. 5 4. 5GHz)， τ f (-40°C 25°C /25°C 125°C ) ( 10ppm/°C均匀一致的高性能微波电容。本发明是这样实现的，所述一种高介电常数BaO-Ln2O3-TiO2系微波介质材料，其特征是由主成分(BamMgmSrn) 6_3X (SnvyNdy) 8+2XTi18054、烧结助剂及改性掺杂物三部分组成；
O 主成分是(Ba1TnMgmSrn) 6_3X (Sm1^yNdy) 8+2XTi18054 固溶体，其中 X=O O. 02，Y=O O. 05，m=0. 002 O. 025，n=0. 05 O. 03 ;
2)烧结助剂包括Bi203、B203、CuO、Li2O,ZnO、SiO2等低熔点的氧化物以及低熔点的玻璃粉中的一种或一种以上混合物，按重量百分比计组成为0 I. 5被％的扮203，0 O. 5被％的 B2O3,0 O. 5wt% 的 CuO, O O. 3wt% 的 Li2O, O. 5 I. 0wt% 的 ZnO, O O. 5wt% 的 SiO2 ；
3)改性掺杂物包括不同的金属氧化物和碳酸盐如Zr02、BaCO3>TiO2, MnO2, SrO等一种或一种以上混合物，按重量百分比计组成为0 I. 0wt9^^Zr02、0 I. O wt9^^BaC03、
2.5 wt% 的 Ti02、0. 5 I. O wt% 的 Μη02、0 I. 5 wt% 的 SrO0按重量百分比计，所述的主成分固溶体是90 95wt%，烧结助剂是O. 5 5. 0wt%, 改性掺杂物是I. O 5. 0wt%。本发明所述一种高介电常数BaO-Ln2O3-TiO2系微波介质材料的制备方法，其特征是O 主成分(BannMgmSrn)6_3X(SivyNdy)8+2XTi18054 的制备采用高纯 BaC03、TiO2, Sm203、 Nd203、Sr⑶3、Mg(0H)2 原材料，按 X=O O. 02，Y=O O. 05，m=0. 002 O. 025, n=0. 05 O. 03 分别称重，混合置于球磨机中，按粉料水=1 :(1 I. 3)比例加入去离子水，球磨6 10小时，烘干，在1200°C 1275°C下预烧2. 5H，粉碎后获得本发明的(Ba1InMgmSrn)f^x(SivyNdy) 8+2χΤI18O54 固溶体；
2)按照组成为 90 95wt% 的主成分(BannMgmSrn)P3x(SivyNdy)8t2xTi18O54,0 I. 5wt% 的 Bi2O3,0 O. 5wt% 的 B2O3,0 O. 5wt% 的 CuO, O O. 3wt% 的 Li2O, O. 5 I. 0wt% 的 ZnO, O O. 5wt% 的 SiO2,0 I. 0wt% 的 ZrO2,0 I. O wt% 的 BaCO3,0 2. 5 wt% 的 TiO2,0. 5
I.O wt%的MnO2,0 I. 5 wt%的SrO称量各种材料,混合置于球磨机中进行球磨混合，要求粉体平均颗粒尺寸O. 8 I. O微米为好；然后加粘合剂喷雾造粒，最后获得本发明的微波介质材料。本发明的有益效果是，用本发明的微波介质材料，可制备出能够在1250 V 1330°C温度范围内烧结，具有优异微波介电性能ε ^100，Q*f彡5500GHz(3. 5 4. 5GHz)， τ f (-40°C 25°C /25°C 125°C ) ( 10ppm/°C均匀一致的高性能微波电容。
具体实施例方式本发明所述一种高介电常数BaO-Ln2O3-TiO2系微波介质材料及其制备方法，结合所述的发明内容，由以下实施例对本发明作进一步的描述。(I)以分析纯的 BaC03、Ti02、Sm203、Nd203、SrC03、Mg(0H)2 原材料按表 I 的组成比例，
按发明内容中I所述的主材料制备过程经球磨、干燥、预烧、粉碎、过滤等工序后制得(Β&1_π -nMgmSrn) 6_3χ (Sm1^Ndy) 8+2χΤ 8〇54。表I 主材料(Ba1InMgmSrnUSnvyNdy)i^2xTi18O54 的实施例配方
权利要求
1.一种高介电常数BaO-Ln2O3-TiO2系微波介质材料，其特征是由主成分 (Ba1JgmSrn) 6_3X (Sm1^yNdy) 8+2XTi18054、烧结助剂及改性掺杂物三部分组成；·O 主成分是(Ba1TnMgmSrn) 6_3X (Sm1^yNdy) 8+2XTi18054 固溶体，其中 X=O O. 02，Y=O ·0.05, m=0. 002 O. 025, n=0. 05 O. 03 ;2)烧结助剂包括Bi203、B203、CuO、Li2O,ZnO、SiO2等低熔点的氧化物以及低熔点的玻璃粉中的一种或一种以上混合物，按重量百分比计组成为·0 I. 5被％的扮203，0 O. 5被％的 B2O3,0 O. 5wt% 的 CuO, O O. 3wt% 的 Li2O, O. 5 I. 0wt% 的 ZnO, O O. 5wt% 的 SiO2 ；3)改性掺杂物包括不同的金属氧化物和碳酸盐如Zr02、BaCO3>TiO2, MnO2, SrO等一种或一种以上混合物，按重量百分比计组成为0 I. ·0wt9^^Zr02、0 I. O wt9^^BaC03、 2. 5 wt% 的 Ti02、0. 5 I. O wt% 的 Μη02、0 I. 5 wt% 的 SrO0
2.根据权利要求I所述一种高介电常数BaO-Ln2O3-TiO2系微波介质材料，其特征是按重量百分比计，所述的主成分固溶体是90 95wt%，烧结助剂是O. ·5 5. 0wt%,改性掺杂物是 I. O 5. 0wt%o
3.一种高介电常数BaO-Ln2O3-TiO2系微波介质材料的制备方法，其特征是·O 主成分(BannMgmSrn)6_3X(SivyNdy)8+2XTi18054 的制备采用高纯 BaC03、TiO2, Sm203、 Nd203、Sr⑶3、Mg(0H)2 原材料，按 X=O O. ·02，Y=O O. 05，m=0. 002 O. 025, n=0. 05 O. 03 分别称重，混合置于球磨机中，按粉料水=1 : (I I. 3)比例加入去离子水，球磨6 10小时，烘干，在1200°C 1275°C下预烧2. 5H，粉碎后获得本发明的(Ba1InMgmSrn)f^x(SivyNdy) 8+2χΤI18O54 固溶体；2)按照组成为 90 95wt% 的主成分(BannMgmSrn)P3x(SivyNdy)8t2xTi18O54,0 I. 5wt% 的 Bi2O3,0 O. 5wt% 的 B2O3,0 O. 5wt% 的 CuO, O O. 3wt% 的 Li2O, O. 5 I. 0wt% 的 ZnO, O O. 5wt% 的 SiO2,0 I. 0wt% 的 ZrO2,0 I. O wt% 的 BaCO3,0 2. 5 wt% 的 TiO2,0. 5 ·1.O wt%的MnO2,0 I. 5 wt%的SrO称量各种材料,混合置于球磨机中进行球磨混合，要求粉体平均颗粒尺寸O. 8 I. O微米为好；然后加粘合剂喷雾造粒，最后获得本发明的微波介质材料。
全文摘要
本发明提供一种高介电常数BaO-Ln2O3-TiO2系微波介质材料及其制备方法，它由主成分(Ba1-m-nMgmSrn)6-3X(Sm1-yNdy)8+2XTi18O54、烧结助剂及改性掺杂物三部分组成；其中主成分是(Ba1-m-nMgmSrn)6-3X(Sm1-yNdy)8+2XTi18O54固溶体，其中X=0～0.02,Y=0～0.05,m=0.002～0.025，n=0.05～0.03；烧结助剂包括Bi203、B203、CuO、Li2O、ZnO、SiO2等低熔点的氧化物以及低熔点的玻璃粉中的一种或一种以上混合物；改性掺杂物包括不同的金属氧化物和碳酸盐如ZrO2、BaCO3、TiO2、MnO2、SrO等一种或一种以上混合物；通过合理配方，优化合成和球磨工艺，最终制备出的微波介质材料可以在1250℃～1330℃温度范围内烧结，生产出的微波电容具有优异微波介电性能εr=100，Q·f≧5500GHZ(3.5～4.5GHZ)，τf(-40℃～25℃/25℃～125℃)≤10PPM/℃。
文档编号C04B35/50GK102603286SQ20121008462
公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月28日 优先权日2012年3月28日
发明者张军志, 李太坤, 林康, 邹海雄 申请人:厦门松元电子有限公司