一种高性能轻质微波介质谐振器的制备方法与流程

本发明涉及电子陶瓷，特别涉及一种高性能轻质微波介质谐振器的制备方法。

背景技术：

1、近十年来，微波介质谐振器凭借体积小、结构简单、成本低、q值高等优点，广泛应用于微波通信、卫星通信、空天通信等领域。其中，高稳定性、小型化、轻量化的介质谐振器得到普遍重视。首先，高的温度稳定性可以保证器件的中心谐振频率不随环境温度变化而大幅度改变，从而适应外界剧烈温度变化和严苛的外部环境。其次，高的介电常数更容易集中电磁能量，减小无源器件尺寸。最后，轻质化的介质陶瓷可以大幅度降低无源器件以及通信系统的质量，提升器件设计的灵活性。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明目的在于提供一种高性能轻质微波介质谐振器的制备方法，本发明提供的一种高性能轻质微波介质谐振器在轻量化的同时，具有优异的微波介电性能，即温度稳定性好，qf值和介电常数高。

2、为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：一种高性能轻质微波介质谐振器，组成表达式为yba4sm9.17y0.3ti17.6al0.4o54-xba4sm9.17y0.3ti17.6al0.4o54-yba4sm9.17y0.3ti17.6al0.4o54，式中x为0.5-0.9g，y为(1.1-x)/2g。

3、本发明还提供了上述技术方案所述高性能轻质微波介质谐振器的制备方法，包括以下步骤：

4、1)将baco3、sm2o3、y2o3、al2o3、tio2按照化学方程式ba4sm9.17y0.3ti17.6al0.4o54称量所需原料，将所称取的物料混合后球磨、烘干、粉碎、过筛，然后进行预烧结，初步合成钨青铜结构ba4sm9.17y0.3ti17.6al0.4o54介质陶瓷粉体；

5、2)称取部分步骤1)所得粉体，加入聚乙烯醇后进行球磨、烘干、粉碎、过筛，得到致密ba4sm9.17y0.3ti17.6al0.4o54介质陶瓷的粉末原料；

6、3)称取部分步骤1)所得粉体，加入淀粉后进行研磨、过筛，得到轻质ba4sm9.17y0.3ti17.6al0.4o54介质陶瓷的粉末原料；

7、4)将步骤2)和步骤3)所得介质陶瓷的粉末原料按照下层轻质ba4sm9.17y0.3ti17.6al0.4o54，中间层致密ba4sm9.17y0.3ti17.6al0.4o54，上层轻质ba4sm9.17y0.3ti17.6al0.4o54的顺序加入到模具中，得到三层结构的陶瓷生坯；

8、5)将步骤4)所得陶瓷生坯在1300-1350℃烧结5-6h，得到高性能轻质微波介质谐振器。

9、优选地，步骤1)所述球磨还包括加入氧化锆球和去离子水或乙醇进行球磨；所述球磨转速为400转/min，球磨时间为5-6h。

10、优选地，步骤1)所述烘干温度为100℃；所述过筛为过40目筛。

11、优选地，步骤1)所述预烧结温度为1180-1190℃，预烧结时间为5-6h。

12、优选地，步骤2)所述聚乙烯醇的加入量为粉体质量的0.5％-2％；所述球磨时间为10-12h；所述烘干温度为100℃；所述过筛为过80目筛。

13、优选地，步骤3)所述淀粉的加入量为粉体质量的20％-30％；所述研磨使用玛瑙研钵，研磨时间为10-12h。

14、优选地，步骤3)所述过筛为过80目筛。

15、优选地，步骤5)所述陶瓷生坯直径为10mm，厚度为5mm。

16、有益技术效果：

17、本发明提供了一种高性能轻质微波介质谐振器的制备方，本发明提供的高性能轻质微波介质谐振器的组成表达式为yba4sm9.17y0.3ti17.6al0.4o54-xba4sm9.17y0.3ti17.6al0.4o54-yba4sm9.17y0.3ti17.6al0.4o54，式中x为0.5-0.9g，y为(1.1-x)/2g。

18、本发明提供的一种高性能轻质微波介质谐振器在轻量化的同时，温度稳定性好，即谐振频率温度系数近零，同时具有高的介电常数和高的qf值。

技术特征：

1.一种高性能轻质微波介质谐振器的制备方法，其特征在于，其组成表达式为yba4sm9.17y0.3ti17.6al0.4o54-xba4sm9.17y0.3ti17.6al0.4o54-yba4sm9.17y0.3ti17.6al0.4o54，式中x为0.5-0.9g，y为(1.1-x)/2g。

2.根据权利要求1所述的一种高性能轻质微波介质谐振器的制备方法，其特征在于，所述组成表达式中，x为0.5、0.7或0.9g，y为(1.1-x)/2g。

3.权利要求1-2任一项所述的一种高性能轻质微波介质谐振器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的一种高性能轻质微波介质谐振器的制备方法，其特征在于，步骤1)所述球磨还包括加入氧化锆球和去离子水或乙醇进行球磨；所述球磨转速为400转/min，球磨时间为5-6h。

5.根据权利要求3所述的一种高性能轻质微波介质谐振器的制备方法，其特征在于，步骤1)所述烘干温度为100℃；所述过筛为过40目筛。

6.根据权利要求3所述的一种高性能轻质微波介质谐振器的制备方法，其特征在于，步骤1)所述预烧结温度为1180-1190℃，预烧结时间为5-6h。

7.根据权利要求3所述的一种高性能轻质微波介质谐振器的制备方法，其特征在于，步骤2)所述聚乙烯醇的加入量为粉体质量的0.5％-2％；所述球磨时间为10-12h；所述烘干温度为100℃；所述过筛为过80目筛。

8.根据权利要求3所述的一种高性能轻质微波介质谐振器的制备方法，其特征在于，步骤3)所述淀粉的加入量为粉体质量的20％-30％；所述研磨使用玛瑙研钵，研磨时间为10-12h。

9.根据权利要求3所述的一种高性能轻质微波介质谐振器的制备方法，其特征在于，步骤3)所述过筛为过80目筛。

10.根据权利要求3所述的一种高性能轻质微波介质谐振器的制备方法，其特征在于，步骤5)所述陶瓷生坯直径为10mm，厚度为5mm。

技术总结
本发明提供了一种高性能轻质微波介质谐振器的制备方法，属于电子陶瓷技术领域。本发明提供的高性能轻质微波介质谐振器为多层结构，上下两层为轻质Ba4Sm9.17Y0.3Ti17.6Al0.4O54，中间层为致密Ba4Sm9.17Y0.3Ti17.6Al0.4O54。组成表达式为yBa4Sm9.17Y0.3Ti17.6Al0.4O54‑xBa4Sm9.17Y0.3Ti17.6Al0.4O54‑yBa4Sm9.17Y0.3Ti17.6Al0.4O54，式中x为0.5‑0.9g，y为(1.1‑x)/2g。本发明提供的高性能轻质微波介质谐振器在轻量化的同时具有良好的温度稳定性、高的介电常数以及高的Qf值。

技术研发人员：杨圆圆,李小珍,邢孟江,杨鸿宇,罗艳玲,柴良,樊庆阳,张一昉
受保护的技术使用者：湖州瓷芯电子科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15