一种滤波器用微波介质陶瓷材料及其制备方法与流程

本发明属于电子信息材料，具体地，涉及一种滤波器用微波介质陶瓷材料及其制备方法。

背景技术：

1、随着微波通讯电子的使用频率向越来越高的频段发展，相应的信号滤波器器件中对作为主要信号载体的微波介质陶瓷的性能也要求日益严苛，目前行业内商品化的用于信号滤波、且介电常数范围35±2的材料，其温度系数一般都大于±5ppm/℃；或者采用ba-ti-cu-zn-o体系，因为cu元素的加入，使得这个体系的陶瓷晶粒生长十分明显，导致陶瓷强度大大降低，在实际应用时容易出现瓷体断裂、崩角等缺陷，而且整个体系的频率温度系数不可控，频率温度系数的调整会显著影响到整个体系的q值，也会一定程度上影响到介电常数。

2、因此，开发一种介电常数35±2，qf值高于45000，而且可以低温度烧结，并具有较好的瓷体强度的材料，对滤波器用微波介质陶瓷而言是一个很好的发展方向。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种滤波器用微波介质陶瓷材料及其制备方法；该微波介质陶瓷材料可以在低温烧结(1100～1200℃)的条件下保持以下的微波性能：er＝35±2，qf>45000ghz，τf可调并且符合±5ppm/℃以内的要求，可满足信号滤波器器件的技术需求，具有重要的工业应用价值。

2、为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

3、本发明一方面提供了一种滤波器用微波介质陶瓷材料，该微波介质陶瓷材料由以下摩尔百分比的原料组分制成：

4、baco3 10mol％～20mol％、tio2 75mol％～80mol％、zno 2mol％～4mol％、li2co32mol％～4mol％、zro2 1mol％～2mol％；

5、该微波介质陶瓷包括主晶相和掺杂晶相，所述主晶相的组成表达式为bati4o9，掺杂晶相包括ba(zrxti1-x)4o9和liznyti1.75-y/2o4，掺杂晶相的组成表达式中的x、y值由原料组分的摩尔百分比确定。

6、进一步的，该微波介质陶瓷材料的烧结温度为1100～1200℃，介电常数为33～37，品质因数q×f值为45000ghz以上，谐振频率温度系数绝对值为5ppm/℃以下。

7、本发明另一方面提供了一种滤波器用微波介质陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：

8、1)按照摩尔百分比分别对baco3、tio2、zno、li2co3、zro2进行配料，混合充分后球磨，球磨后经烘干、过筛放入刚玉坩埚中，然后保温预烧，得到粉料基材；

9、2)将上述步骤1)获得的粉料基材进行充分球磨，球磨后烘干、造粒、过筛；

10、3)将步骤2)过筛后的颗粒料压制成型，最后经过烧结得到该滤波器用微波介质陶瓷材料。

11、进一步的，步骤(1)的保温预烧过程的温度为800～1100℃，保温预烧时间为3～5h。

12、进一步的，步骤(3)中的烧结过程是在1100～1200℃下烧结3～8h。

13、进一步的，步骤(2)中所述的造粒是将烘干后的粉体与粘结剂混合，然后制成微米级的球形颗粒。

14、进一步的，所述粘结剂选自聚乙烯醇溶液、聚乙烯醇缩丁醛溶液、丙烯酸溶液或甲基纤维素中的至少一种。

15、进一步的，步骤(3)中，颗粒料被压制成直径为10mm、高度为6mm的圆柱体。

16、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

17、本发明的微波介质陶瓷采用baco3、tio2、zno、li2co3、zro2为原料烧结而成，烧结而成的微波介质陶瓷包括主晶相bati4o9、掺杂晶相liznyti1.75-y/2o4和ba(zrxti1-x)4o9，通过小介电常数且温度系数连续可控(温度系数跟随ti、zn比变化)的liznyti1.75-y/2o4晶相的掺杂，可使温度系数连续可调，并且通过等价掺杂的ba(zrxti1-x)4o9，可提高陶瓷强度。

18、本发明的微波介质陶瓷材料可以在低温烧结(1100～1200℃)的条件下保持以下的微波性能：er＝35±2，qf>45000ghz，τf可调并且符合±5ppm/℃以内的要求，可满足信号滤波器器件的技术需求，具有重要的工业应用价值。

技术特征：

1.一种滤波器用微波介质陶瓷材料，其特征在于：该微波介质陶瓷材料由以下摩尔百分比的原料组分制成：

2.根据权利要求1所述的一种滤波器用微波介质陶瓷材料，其特征在于：该微波介质陶瓷材料的烧结温度为1100～1200℃，介电常数为33～37，品质因数q×f值为45000ghz以上，谐振频率温度系数绝对值为5ppm/℃以下。

3.一种如权利要求1或2所述的滤波器用微波介质陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的滤波器用微波介质陶瓷材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)的保温预烧过程的温度为800～1100℃，保温预烧时间为3～5h。

5.根据权利要求3所述的滤波器用微波介质陶瓷材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中的烧结过程是在1100～1200℃下烧结3～8h。

6.根据权利要求3所述的滤波器用微波介质陶瓷材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述的造粒是将烘干后的粉体与粘结剂混合，然后制成微米级的球形颗粒。

7.根据权利要求6所述的滤波器用微波介质陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述粘结剂选自聚乙烯醇溶液、聚乙烯醇缩丁醛溶液、丙烯酸溶液或甲基纤维素中的至少一种。

8.根据权利要求3所述的滤波器用微波介质陶瓷材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，颗粒料被压制成直径为10mm、高度为6mm的圆柱体。

技术总结
本发明公开了一种滤波器用微波介质陶瓷材料，由以下摩尔百分比的原料组分制成：BaCO3 10mol％～20mol％、TiO2 75mol％～80mol％、ZnO2mol％～4mol％、Li2CO3 2mol％～4mol％、ZrO2 1mol％～2mol％。本发明还公开了该滤波器用微波介质陶瓷材料的制备方法。该微波介质陶瓷材料可以在低温烧结(1100～1200℃)的条件下保持以下的微波性能：Er＝35±2，Qf>45000GHz，τf可调并且符合±5ppm/℃以内的要求，可满足信号滤波器器件的技术需求，具有重要的工业应用价值。

技术研发人员：吉岸,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：2024/2/29