一种微波介质陶瓷及其制备方法与微波器件与流程

技术特征：

1.一种微波介质陶瓷，其特征在于，该微波介质陶瓷中含有mgtio3晶粒和catio3晶粒，所述catio3晶粒嵌入式分布在所述mgtio3晶粒之间，其中，所述catio3晶粒的粒度d50为1.5～3.5μm，且粒径为1～7μm的catio3晶粒的数量占所有catio3晶粒数量的比例不小于99%，以所述微波介质陶瓷的任意截面面积为基准，catio3晶粒截面面积所占的比例为3.5～5%。

2.根据权利要求1所述的微波介质陶瓷，其特征在于，所述catio3晶粒的粒度d50为2～3μm，粒径为1～4μm的catio3晶粒的数量占所有catio3晶粒数量的比例不小于95%，以所述微波介质陶瓷的任意截面面积为基准，catio3晶粒截面面积所占的比例为3.7%～4.5%。

3.根据权利要求1所述的微波介质陶瓷，其特征在于，所述微波介质陶瓷的密度为3.84～3.89g/cm³。

4.根据权利要求1所述的微波介质陶瓷，其特征在于，所述微波介质陶瓷的密度为3.86～3.89g/cm³。

5.根据权利要求1所述的微波介质陶瓷，其特征在于，所述微波介质陶瓷的孔隙率不大于1.5%，平均孔径为0.5～3μm。

6.根据权利要求1～5中任意一项所述的微波介质陶瓷，其特征在于，所述微波介质陶瓷的介电常数为21.2～21.7，qf值不小于80000ghz。

7.一种制备微波介质陶瓷的方法，其特征在于，该方法包括：

a、将微波介质陶瓷颗粒料进行注射成型，得到微波介质陶瓷生胚体，其中，所述注射成型的条件包括：注射温度为170℃～200℃，模具温度为90℃～150℃，保压速度为20mm/s～40mm/s，注射压力为55mpa～150mpa，注射速度为30mm/s～80mm/s；

b、将所述微波介质陶瓷生胚体进行酸催化脱脂，得到脱脂后的生胚体，其中，所述酸催化脱脂的条件包括：氮气流量为70～120l/min，注酸流量为1～10g/min，脱脂温度为100～120℃，脱脂时间为200～600min；

c、将所述脱脂后的生胚体进行烧结，得到所述微波介质陶瓷，其中，所述烧结的条件包括：

在第一升温阶段，按照0.2～0.5℃/min的升温速率将温度升至350～450℃；第一升温阶段结束后，进入第二升温阶段，按照0.5～1.5℃/min的升温速率将温度升至650～750℃；第二升温阶段结束后，保温60～180min，然后进入第三升温阶段，按照3～5℃/min的升温速率将温度升至1250～1350℃；第三升温阶段结束后，保温200～500min。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤a中，所述微波介质陶瓷颗粒料中含有微波介质陶瓷粉体和粘结剂组合物；

所述微波介质陶瓷粉体的粒度d50为3.2～3.6μm，粒度d90为6.9～7.3μm，粒度d10为0.9～1.3μm；

所述粘结剂组合物中含有作为主粘结剂的聚甲醛，所述聚甲醛在190℃/2.16kg条件下的熔融指数为120～250g/10min。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述微波介质陶瓷粉体的粒度d50为3.3～3.5μm，粒度d90为7.0～7.2μm，粒度d10为1.0～1.2μm。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述聚甲醛在190℃/2.16kg条件下的熔融指数为180～220g/10min。

11.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述微波介质陶瓷颗粒料的密度为2.63～2.68g/cm³；

所述微波介质陶瓷颗粒料在190℃/2.16kg条件下的熔融指数为10～60cm³/10min。

12.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述微波介质陶瓷颗粒料在190℃/2.16kg条件下的熔融指数为15～40cm³/10min。

13.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述微波介质陶瓷粉体包括细粉体和粗粉体，所述粘结剂组合物分布在粗粉体与粗粉体、细粉体与细粉体以及粗粉体与细粉体之间；其中，

所述细粉体的粒度d50为0.4～0.8μm，所述粗粉体的粒度d50为3～5μm；以所述微波介质陶瓷粉体为基准，所述细粉体的含量为15～25重量%。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述细粉体的粒度d50为0.5～0.7μm，所述粗粉体的粒度d50为3.5～4.5μm；以所述微波介质陶瓷粉体为基准，所述细粉体的含量为18～22重量%。

15.根据权利要求8或10所述的方法，其特征在于，所述聚甲醛的重均分子量为4500～100000g/mol，结晶度为65～80%，拉伸强度为30～70mpa，断裂拉伸率为3～25%。

16.根据权利要求8或10所述的方法，其特征在于，所述聚甲醛的重均分子量为20000～70000g/mol，结晶度为65～70%，拉伸强度为40～60mpa，断裂拉伸率为3～8%。

17.微波器件，其特征在于，所述微波器件由权利要求1～6中任意一项所述的微波介质陶瓷制备得到，其中，所述微波器件包括滤波器、谐振器、介质基片、介质天线、介质导波回路中的至少一种。

技术总结
本公开涉及一种微波介质陶瓷及其制备方法与微波器件，该微波介质陶瓷中含有MgTiO3晶粒和CaTiO3晶粒，所述CaTiO3晶粒嵌入式分布在所述MgTiO3晶粒之间，其中，所述CaTiO3晶粒的粒度D50为1.5～3.5μm，且粒径为1～7μm的CaTiO3晶粒的数量占所有CaTiO3晶粒数量的比例不小于99%，以所述微波介质陶瓷的任意截面面积为基准，CaTiO3晶粒截面面积所占的比例为3.5～5%。本公开提供的微波介质陶瓷由MgTiO3晶粒和以嵌入式均匀分布在MgTiO3晶粒之间的CaTiO3晶粒互相紧密排列形成，且CaTiO3晶粒的大小均匀，因此该微波介质陶瓷的均匀性和一致性较好，致密度和强度较高，并且具有优良的介电特性，利用其加工制备微波器件时，加工工序简单，加工成本较低。

技术研发人员：陈巍强;王云;王迎馨;郑昭亮;汪茂林;李晓东;徐国强;王聪聪;蔡道炎;敖学如;秦国超;王湛;饶晓雷;胡伯平
受保护的技术使用者：北京中科三环高技术股份有限公司;上海三环磁性材料有限公司
技术研发日：2021.04.25
技术公布日：2021.06.18