一种高Q×f值微波介质陶瓷材料及其制备方法

文档序号:1854603阅读:286来源:国知局
专利名称:一种高Q×f值微波介质陶瓷材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种高QXf值微波介质陶瓷材料及其制备方法,属特种陶瓷材料工艺技术领域。
背景技术
移动通讯设备的普及对微波通讯器材的高度集成化,小型化,高可靠性和低成本提出了更高的要求。由于电磁波在介质波导中的波长仅为自由空间中的(ε J_1/2,因此介质波导的应用可以使波导元件的尺寸缩小到原来的(L)_1/2倍。另外,由于介质波导的开端 存在着完整的磁界面而产生辐射损耗,这又可使整个波导元件的尺寸进一步缩小。总之,只有应用具有良好微波介电性能研究的介质材料,才能使微波器件的高度集成化,小型化,高可靠性和低成本化成为可能。为此,微波介质材料必须具有(I)高的介电常数;(2)高的品质因数Q (低的介电损耗);(3)接近零的谐振频率温度系数。在高QXf值的微波介电材料中,Ba(Mg1/3Ta2/3)03 (BMT)系列的陶瓷材料因具有非常高的QXf值而备受青睐。但由于Ta2O5原料资源有限、而且价格昂贵,加上BMT的制备需要在高温下长时间保温(如1600°C保温24小时),对能源的消耗量很大,因而很大程度上限制了 BMT系材料的应用。各国科学家及研究人员都在积极寻找一种新型的可替代BMT系材料的陶瓷材料。本发明在研究岩盐结构的微波介质陶瓷基础上,提供一种高QXf值的微波介质陶瓷材料。发明的优势在于以较低廉的原料价格以及相对较低的烧结温度(低于1200°c)制备高QXf值的微波介质陶瓷材料。

发明内容
本发明的目的在于提供一种高QXf值微波介质陶瓷材料。为达到上述目的,本发明采用以下方案
本发明一种高QXf值微波介质陶瓷材料,其特征在于该材料具有以下化学式Li(6_3x)/
(3-2x)Ti (3-3x)/(3-2x)0(9-9x)/(3-2x)F3x/(3-2x) (Ο. 05 ^ X ^ 0. 4)或 Li (6_3χ) / (3_2χ) Sn (3_3χ) / (3_2χ) O (9_9χ) / (3_2χ) F3x/
(3-2Χ) (O. 05 ^ X ^ O. 40);其中 X 为摩尔分数。本发明一种高QXf值微波介质陶瓷材料的制备方法,其特征在于具有以下的过程和步骤
a.按照上述各化学式,计算出所需各原料的质量;采用分析纯原料,99.9%的Li2CO3 ;99. 7% 的 TiO2 ;99. 5% 的 SnO2 ;99. 9% 的 LiF ;
b.将称量准确的各种原料倒入树脂球磨罐内,加入酒精和ZrO2磨球;三者的重量比为料球酒精=1:4:0. 8 ;球磨24小时,混合均匀后出料,将其在100°C下烘干;
c.然后在800°C下煅烧2小时,以合成瓷料;
d.将合成好的上述瓷料倒入球磨罐中进行二次球磨24小时;料、球、酒精的比例不变;出料,浆料烘干后过40目筛;e.在得到的粉体中加入7-10wt%的浓度为10wt%的聚乙烯醇溶液进行造粒;并过40目筛;
f.将造好粒的粉料放入模具中,在100-150MPa压力下干压成型为10*5mm的圆柱体;然后将成型好的块体在600°C下恒温2小时以除去粘结剂,其升温速率为5°C /min ;最后以相同升温速率在850-1200°C下用同样组分的粉料埋粉烧结2小时,最终制的所需的微波介质陶瓷材料。
具体实施例方式现将本发明化学式成分的微波介质陶瓷材料的实施例叙述如下
实施例I
按照 L i (6_3χ) / (3-2Χ) T (3-3x) / (3-2x) 0 (9_9x) / (3_2x) (3_2x)
(0. 05 ^ X ^ 0. 40),换算出各原料所需质量,然后准确称量各分析纯原料Li2CO3 (99. 9%);Ti02 ( 99 . 7%);LiF (99.9%)。原料配料表如下表I所示。表I Li (6_3x)/(3_2x)Ti (3_3x)/(3_2x)0(9_9x)/(3_2x)F3x/(3_2x)配料表(g)
权利要求
1.一种高QXf值微波介质陶瓷材料,其特征在于该材料具有以下化学式=Li(6-3x)/(3-2x)Ti (3—3x)/(3—2x)0(9—9x)/(3—2x)F3x/(3—2x) (0.05 ^ X ^ 0.40)或 LI (6_3χ)/ (3_2s) Sn (3_3χ) / (3_2s) O(9_9s)/ (3_2s) F3s/(3-2X) (0. 05 ^ X ^ 0. 40);其中 X 为摩尔分数。
2.一种高QXf值微波介质陶瓷材料的制备方法,其特征在于该材料具有以下的过程和步骤 a.按照上述各化学式,计算出所需各原料的质量;采用分析纯原料,99.9%的Li2CO3 ;99. 7% 的 TiO2 ;99. 5% 的 SnO2 ;99. 9% 的 LiF ; b.将称量准确的各种原料倒入树脂球磨罐内,加入酒精和ZrO2磨球;三者的重量比为料球酒精=1:4:0. 8 ;球磨24小时,混合均匀后出料,将其在100°C下烘干; c.然后在800°C下煅烧2小时,以合成瓷料; d.将合成好的上述瓷料倒入球磨罐中进行二次球磨24小时;料、球、酒精的比例不变;出料,浆料烘干后过40目筛; e.在得到的粉体中加入7-10wt%的浓度为10wt%的聚乙烯醇溶液进行造粒;并过40目筛; f.将造好粒的粉料放入模具中,在100-150MPa压力下干压成型为10*5mm的圆柱体;然后将成型好的块体在600°C下恒温2小时以除去粘结剂,其升温速率为5°C /min ;最后以相同升温速率在850-1200°C下用同样组分的粉料埋粉烧结2小时,最终制的所需的微波介质陶瓷材料。
全文摘要
本发明涉及一种新的高Q×f值微波介质陶瓷材料(其中Q=1/tanδ表示材料的品质因数,f代表谐振频率。由于Q值会随谐振频率的变化而变化,而Q×f值基本保持不变,所以通常用Q×f值来衡量微波介质陶瓷损耗的大小。),属特种陶瓷材料工艺技术领域。本发明的高Q×f微波介质陶瓷材料的化学通式为Li(6-3x)/(3-2x)Ti(3-3x)/(3-2x)O(9-9x)/(3-2x)F3x/(3-2x)(0.05≤x≤0.40)或Li(6-3x)/(3-2x)Sn(3-3x)/(3-2x)O(9-9x)/(3-2x)F3x/(3-2x)(0.05≤x≤0.40)。制备方法是按化学计量比称量原料并进行配合;将配合料放于树脂球磨罐内球磨24小时,其料球酒精重量比为1:4:0.8;然后出料烘干,在800℃下煅烧,以合成陶瓷粉料;然后粉碎、二次球磨,出料、烘干、过筛、得到粉体,加入聚乙烯醇溶液进行造粒;然后在100-150MPa压力下干压成型;将得到的块体在850-1200℃下用同样组分的粉料埋粉烧结2小时,最终得到高Q×f值微波介质陶瓷材料。
文档编号C04B35/462GK102765933SQ201210236389
公开日2012年11月7日 申请日期2012年7月10日 优先权日2012年7月10日
发明者丁耀民, 卞建江, 吴家胤, 宋立, 罗世金, 赵程 申请人:上海大学
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