一种高介电常数的微波介质陶瓷材料及其制备方法与流程

：本发明属于陶瓷材料及制备，特别涉及一种高介电常数的微波介质陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

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背景技术：

1、随着微波通讯电子和消费电子设备的轻、薄、短、小的发展趋势，对作为设备的信号主要载体的微波介质陶瓷的介电常数要求往尽量高的方面发展，但由于介电常数的增加都伴随着介质陶瓷品质因素的降低，因此在保持适当的品质因数的前提条件下，尽量提高介质陶瓷的介电常数就成为目前很多电子设备包括微波介质天线、微波隔离器、微波移相器等设备所使用的介质陶瓷的发展方向。

2、为适应电子设备信号主要载体——微波介质陶瓷的高介电常数的发展需要，需要开发一种兼具品质因数和高介电常数的微波介质陶瓷。

3、公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

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技术实现要素：

1、本发明的目的在于提供一种高介电常数的微波介质陶瓷材料及其制备方法，从而克服上述现有技术中的缺陷。

2、为了实现上述目的，本发明提供了一种高介电常数的微波介质陶瓷材料，其组成表达式为ali2co3-bnd2o3-ccaco3-dbi2o3-etio2，其中，a、b、c、d和e分别独立表示摩尔百分比，并满足以下条件：9mol％≤a≤12mol％，6mol％≤b≤9mol％，18mol％≤c≤19mol％，3mol％≤d≤5mol％，57mol％≤e≤64mol％，a+b+c+d+e＝100mol％。

3、进一步的，作为优选，该组成表达式中，a＝11mol％，b＝9mol％，c＝18mol％，d＝3mol％，e＝59mol％。

4、进一步的，作为优选，该微波介质陶瓷材料的介电常数为150±5，qf值大于2000ghz，谐振频率温度系数为±30ppm/℃以内。

5、本发明进一步提供了一种高介电常数的微波介质陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：

6、(1)按照组成表达式ali2co3-bnd2o3-ccaco3-dbi2o3-etio2中各元素的摩尔百分比分别称量li2co3、nd2o3、caco3、bi2o3、tio2，将所称取的物料混合充分后球磨，球磨后烘干、过筛，然后放入刚玉坩埚中进行保温预烧，得到粉料基材；

7、其中，在组成表达式ali2co3-bnd2o3-ccaco3-dbi2o3-etio2中，a、b、c、d和e分别独立表示摩尔百分比，并满足以下条件：9mol％≤a≤12mol％，6mol％≤b≤9mol％，18mol％≤c≤19mol％，3mol％≤d≤5mol％，57mol％≤e≤64mol％，a+b+c+d+e＝100mol％；

8、(2)将步骤(1)获得的粉料基材进行充分球磨，球磨后烘干、造粒、过筛；

9、(3)将步骤(2)过筛后的颗粒压制成圆柱体，然后再烧结成瓷，即得到高介电常数的微波介质陶瓷材料。

10、进一步的，作为优选，所述步骤(1)中a＝11mol％，b＝9mol％，c＝18mol％，d＝3mol％，e＝59mol％。

11、进一步的，作为优选，所述步骤(1)保温预烧过程是在900-1000℃下预烧2-6h。

12、进一步的，作为优选，所述步骤(3)烧结过程是在1150～1250℃下烧结2.5～5h。

13、与现有技术相比，本发明的一个方面具有如下有益效果：

14、本发明采用tio2作为基相材料，并采用li2co3、nd2o3、caco3、bi2o3四种辅助相材料同时作用，在低中温烧结条件能能够保持优越的微波性能，得到的微波介质陶瓷的介电常数er达到150±5，qf值达到2000以上，谐振频率温度系数为±3ppm/℃以内，可满足微波移动通信中信号接收、转换、信号隔离等领域的技术需求，具有重要的工业应用价值。

技术特征：

1.一种高介电常数的微波介质陶瓷材料，其特征在于：其组成表达式为ali2co3-bnd2o3-ccaco3-dbi2o3-etio2，其中，a、b、c、d和e分别独立表示摩尔百分比，并满足以下条件：9mol％≤a≤12mol％，6mol％≤b≤9mol％，18mol％≤c≤19mol％，3mol％≤d≤5mol％，57mol％≤e≤64mol％，a+b+c+d+e＝100mol％。

2.根据权利要求1所述的一种高介电常数的微波介质陶瓷材料，其特征在于：该组成表达式中，a＝11mol％，b＝9mol％，c＝18mol％，d＝3mol％，e＝59mol％。

3.根据权利要求1所述的一种高介电常数的微波介质陶瓷材料，其特征在于：该微波介质陶瓷材料的介电常数为150±5，qf值大于2000ghz，谐振频率温度系数为±30ppm/℃以内。

4.一种高介电常数的微波介质陶瓷材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的一种高介电常数的微波介质陶瓷材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中a＝11mol％，b＝9mol％，c＝18mol％，d＝3mol％，e＝59mol％。

6.根据权利要求4所述的一种高介电常数的微波介质陶瓷材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)烧结过程是在1150～1250℃下烧结2.5～5h。

技术总结
本发明公开了一种高介电常数的微波介质陶瓷材料及其制备方法，所述微波介质陶瓷材料的组成表达式为aLi2CO3‑bNd2O3‑cCaCO3‑dBi2O3‑eTiO2，其中，a、b、c、d和e分别独立表示摩尔百分比，并满足以下条件：9mol％≤a≤12mol％，6mol％≤b≤9mol％，18mol％≤c≤19mol％，3mol％≤d≤5mol％，57mol％≤e≤64mol％，a+b+c+d+e＝100mol％。本发明在低中温烧结条件能能够保持优越的微波性能，可满足微波移动通信中信号接收、转换、信号隔离等领域的技术需求，具有重要的工业应用价值。

技术研发人员：吉岸,王晓慧,金镇龙,张彬
受保护的技术使用者：无锡鑫圣慧龙纳米陶瓷技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11