專利名稱：一種高Q×f值微波介質陶瓷材料及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種高QXf值微波介質陶瓷材料及其制備方法,屬特種陶瓷材料工藝技術領域。
背景技術：
移動通訊設備的普及對微波通訊器材的高度集成化，小型化，高可靠性和低成本提出了更高的要求。由于電磁波在介質波導中的波長僅為自由空間中的(ε J_1/2，因此介質波導的應用可以使波導元件的尺寸縮小到原來的(L)_1/2倍。另外，由于介質波導的開端 存在著完整的磁界面而產生輻射損耗，這又可使整個波導元件的尺寸進一步縮小。總之，只有應用具有良好微波介電性能研究的介質材料，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為可能。為此，微波介質材料必須具有(I)高的介電常數；(2)高的品質因數Q (低的介電損耗)；(3)接近零的諧振頻率溫度系數。在高QXf值的微波介電材料中，Ba(Mg1/3Ta2/3)03 (BMT)系列的陶瓷材料因具有非常高的QXf值而備受青睞。但由于Ta2O5原料資源有限、而且價格昂貴，加上BMT的制備需要在高溫下長時間保溫(如1600°C保溫24小時)，對能源的消耗量很大，因而很大程度上限制了 BMT系材料的應用。各國科學家及研究人員都在積極尋找一種新型的可替代BMT系材料的陶瓷材料。本發明在研究巖鹽結構的微波介質陶瓷基礎上，提供一種高QXf值的微波介質陶瓷材料。發明的優勢在于以較低廉的原料價格以及相對較低的燒結溫度(低于1200°c)制備高QXf值的微波介質陶瓷材料。
發明內容
本發明的目的在于提供一種高QXf值微波介質陶瓷材料。為達到上述目的，本發明采用以下方案
本發明一種高QXf值微波介質陶瓷材料，其特征在于該材料具有以下化學式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 為摩爾分數。本發明一種高QXf值微波介質陶瓷材料的制備方法，其特征在于具有以下的過程和步驟
a.按照上述各化學式，計算出所需各原料的質量；采用分析純原料，99.9%的Li2CO3 ；99. 7% 的 TiO2 ；99. 5% 的 SnO2 ；99. 9% 的 LiF ；
b.將稱量準確的各種原料倒入樹脂球磨罐內，加入酒精和ZrO2磨球；三者的重量比為料球酒精=1:4:0. 8 ;球磨24小時，混合均勻后出料，將其在100°C下烘干；
c.然后在800°C下煅燒2小時，以合成瓷料；
d.將合成好的上述瓷料倒入球磨罐中進行二次球磨24小時；料、球、酒精的比例不變；出料，漿料烘干后過40目篩；e.在得到的粉體中加入7-10wt%的濃度為10wt%的聚乙烯醇溶液進行造粒；并過40目篩；
f.將造好粒的粉料放入模具中，在100-150MPa壓力下干壓成型為10*5mm的圓柱體；然后將成型好的塊體在600°C下恒溫2小時以除去粘結劑，其升溫速率為5°C /min ;最后以相同升溫速率在850-1200°C下用同樣組分的粉料埋粉燒結2小時，最終制的所需的微波介質陶瓷材料。
具體實施例方式現將本發明化學式成分的微波介質陶瓷材料的實施例敘述如下
實施例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)，換算出各原料所需質量，然后準確稱量各分析純原料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)
權利要求
1.一種高QXf值微波介質陶瓷材料，其特征在于該材料具有以下化學式=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 為摩爾分數。
2.一種高QXf值微波介質陶瓷材料的制備方法，其特征在于該材料具有以下的過程和步驟 a.按照上述各化學式，計算出所需各原料的質量；采用分析純原料，99.9%的Li2CO3 ；99. 7% 的 TiO2 ；99. 5% 的 SnO2 ；99. 9% 的 LiF ； b.將稱量準確的各種原料倒入樹脂球磨罐內，加入酒精和ZrO2磨球；三者的重量比為料球酒精=1:4:0. 8 ;球磨24小時，混合均勻后出料，將其在100°C下烘干； c.然后在800°C下煅燒2小時，以合成瓷料； d.將合成好的上述瓷料倒入球磨罐中進行二次球磨24小時；料、球、酒精的比例不變；出料，漿料烘干后過40目篩； e.在得到的粉體中加入7-10wt%的濃度為10wt%的聚乙烯醇溶液進行造粒；并過40目篩； f.將造好粒的粉料放入模具中，在100-150MPa壓力下干壓成型為10*5mm的圓柱體；然后將成型好的塊體在600°C下恒溫2小時以除去粘結劑，其升溫速率為5°C /min ;最后以相同升溫速率在850-1200°C下用同樣組分的粉料埋粉燒結2小時，最終制的所需的微波介質陶瓷材料。
全文摘要
本發明涉及一種新的高Q×f值微波介質陶瓷材料(其中Q=1/tanδ表示材料的品質因數，f代表諧振頻率。由于Q值會隨諧振頻率的變化而變化，而Q×f值基本保持不變，所以通常用Q×f值來衡量微波介質陶瓷損耗的大小。)，屬特種陶瓷材料工藝技術領域。本發明的高Q×f微波介質陶瓷材料的化學通式為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)。制備方法是按化學計量比稱量原料并進行配合；將配合料放于樹脂球磨罐內球磨24小時，其料球酒精重量比為1:4:0.8；然后出料烘干，在800℃下煅燒，以合成陶瓷粉料；然后粉碎、二次球磨，出料、烘干、過篩、得到粉體，加入聚乙烯醇溶液進行造粒；然后在100-150MPa壓力下干壓成型；將得到的塊體在850-1200℃下用同樣組分的粉料埋粉燒結2小時，最終得到高Q×f值微波介質陶瓷材料。
文檔編號C04B35/462GK102765933SQ201210236389
公開日2012年11月7日 申請日期2012年7月10日 優先權日2012年7月10日
發明者丁耀民, 卞建江, 吳家胤, 宋立, 羅世金, 趙程 申請人:上海大學