專利名稱：一種低損耗微波介質(zhì)陶瓷的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于介質(zhì)諧振器、濾波器及振蕩器等微波通訊系統(tǒng)中的微波介質(zhì)陶瓷。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著移動(dòng)通訊與衛(wèi)星通訊技術(shù)的迅速發(fā)展，對(duì)介質(zhì)諧振器與濾波器等微波元器件用的微波介質(zhì)陶瓷的需求正在日益增長(zhǎng)。
數(shù)據(jù)移動(dòng)通訊與衛(wèi)星通訊的迅速發(fā)展，對(duì)低損耗微波介質(zhì)陶瓷提出迫切的要求。其基本性能要求為介電常數(shù)ε＝18-23，品質(zhì)因數(shù)Qf＞60,000GHz，諧振頻率溫度系數(shù)τf＝0±10ppm/℃。
另一方面，雖然目前已有Ba(Mg1/3Ta2/3)O3、CaTiO3-MgTiO3等低損耗微波介質(zhì)陶瓷，但前者燒結(jié)溫度高、制備困難、品質(zhì)因數(shù)與溫度系數(shù)隨制備條件變化較大，而后者存在Qf值偏低的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種介電常數(shù)為18-23、同時(shí)具有低損耗(Qf＞60,000GHz)與良好的溫度穩(wěn)定性的微波介質(zhì)陶瓷。
本發(fā)明的低損耗微波介質(zhì)陶瓷是以SrO、Re2O3及Ga2O3組合而成的表達(dá)式為xSrO.yRe2O3.zGa2O3的微波介質(zhì)陶瓷，其中，Re是La或Nd，各成分的含量分別是設(shè)SrO的含量為x45.0摩爾％≤x≤55.0摩爾％，Re2O3的含量為y 20.0摩爾％≤y≤30.0摩爾％，Ga2O3的含量為z 20.0摩爾％≤z≤30.0摩爾％，x+y+z＝100％。
低損耗微波介質(zhì)陶瓷優(yōu)選成分的含量為SrO＝50摩爾％，Nd2O3＝25摩爾％，Ga2O3＝25摩爾％。
發(fā)明的低損耗微波介質(zhì)陶瓷可按下述方法制備而成。
首先，將純度為99.9％以上的SrCO3、La2O3或Nd2O3及Ga2O3按一定的比例用濕式球磨法混合24小時(shí)(溶劑為蒸餾水)，烘干后在1150-1250℃、大氣氣氛中予燒3小時(shí)。然后，在予燒粉末中添加粘結(jié)劑并造粒后，通過(guò)單軸壓力成形在1000kg/cm2的壓力下制備出直徑12mm、厚度3-6mm的陶瓷坯體，最后在1250-1400℃、大氣氣氛中燒結(jié)3小時(shí)以制備所需的微波介質(zhì)陶瓷。
用粉末X線衍射法對(duì)燒結(jié)后的陶瓷試樣進(jìn)行物相分析，而用圓柱介質(zhì)諧振器法在10GHz進(jìn)行微波介電性能的評(píng)價(jià)。
本發(fā)明提供了具有低損耗與近零諧振頻率溫度系數(shù)，同時(shí)介電常數(shù)為18-23的低損耗微波介質(zhì)陶瓷。而利用本發(fā)明提供的低損耗微波介質(zhì)陶瓷，可使介質(zhì)諧振器與濾波器等微波元器件適合更高頻率與更大功率的應(yīng)用。同時(shí)，本發(fā)明提供的陶瓷亦可應(yīng)用于高頻陶瓷電容器、溫度補(bǔ)償陶瓷電容器或微波基板等。因此，本發(fā)明在工業(yè)上有著極大的價(jià)值。
具體實(shí)施例方式
表1示出了構(gòu)成本發(fā)明的各組成關(guān)系的幾個(gè)具體實(shí)例及其微波介電性能。
表1

從表1可知，在本發(fā)明的陶瓷體系中，隨著SrO與Re2O3(Re＝La或Nd)含量的增加與Ga2O3含量的減少，介電常數(shù)趨于增加。而在Re2O3含量＝Ga2O3含量時(shí)，Qf值(Q為品質(zhì)因數(shù)即介電損耗的倒數(shù)，f為諧振頻率)取最大值、同時(shí)諧振頻率溫度系數(shù)τf取最小值，隨著成分偏離該值，Qf值趨于減小、τf值趨于增大。試驗(yàn)表明，當(dāng)x＜45.0摩爾％或x＞55.0摩爾％，y＜20.0摩爾％或y＞30.0摩爾％，z＜20.0摩爾％或z＞30.0摩爾％時(shí)，Qf值將小于60,000GHz，且諧振頻率溫度系數(shù)將偏大(τf＜-10ppm/℃或τf＞+10ppm/℃)。因此，本發(fā)明的成分范圍定為45.0摩爾％≤x≤55.0摩爾％，20.0摩爾％≤y≤30.0摩爾％，20.0摩爾％≤z≤30.0摩爾％。
在實(shí)施例的所有成分中，SrO＝50摩爾％、Nd2O3＝25摩爾％、Ga2O3＝25摩爾％的成分點(diǎn)具有最佳的微波介電性能ε＝22，Qf＝218,000GHz，τf＝+7ppm/℃。
權(quán)利要求
1.一種低損耗微波介質(zhì)陶瓷，其特征在于它是以SrO、Re2O3及Ga2O3組合而成的表達(dá)式為xSrO.yRe2O3.zGa2O3的微波介質(zhì)陶瓷，其中，Re是La或Nd，各成分的含量分別是設(shè)SrO的含量為x45.0摩爾％≤x≤55.0摩爾％，Re2O3的含量為y20.0摩爾％≤y≤30.0摩爾％，Ga2O3的含量為z20.0摩爾％≤z≤30.0摩爾％，x+y+z＝100％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低損耗微波介質(zhì)陶瓷，其特征在于各成分的含量為SrO＝50摩爾％，Nd2O3＝25摩爾％，Ga2O3＝25摩爾％。
全文摘要
本發(fā)明的低損耗微波介質(zhì)陶瓷是以SrO、Re
文檔編號(hào)C04B35/01GK1557770SQ20041001590
公開日2004年12月29日 申請(qǐng)日期2004年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月14日
發(fā)明者陳湘明, 劉小強(qiáng), 肖洋 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)