專利名稱：微波介質(zhì)陶瓷及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通訊系統(tǒng)中的介質(zhì)諧振器、濾波器等微波元器件用的微波介質(zhì)陶瓷及其制備方法。
背景技術(shù)：
近年來，隨著移動(dòng)通訊與衛(wèi)星通訊技術(shù)的迅速發(fā)展，對介質(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。
對于微波介質(zhì)陶瓷，首先要求其有低的介電損耗(高Q值，Q＞3000在應(yīng)用頻率)與接近于零的諧振頻率溫度系數(shù)(-20ppm/℃＜τf＜20ppm/℃，對于介電常數(shù)較低的材料系列，要求-10ppm/℃＜τf＜10ppm/℃)。同時(shí)，為滿足高頻化的需要而要求有盡量高的Q值與高介電常數(shù)ε的協(xié)調(diào)。
雖然目前已開發(fā)出BaO-Nd2O3-TiO2系列等高介電常數(shù)微波介質(zhì)陶瓷，但其Qf值只能達(dá)到7500GHz左右，其溫度系數(shù)一般為正值。而BaO-Sm2O3-TiO2系列微波介質(zhì)陶瓷雖然Qf值較高(～9000GHz)，但其諧振頻率溫度系數(shù)一般為負(fù)值。因此，如何實(shí)現(xiàn)高介電常數(shù)微波介質(zhì)陶瓷的高Q值化與溫度系數(shù)可調(diào)化乃是該領(lǐng)域的一大難題。這就大大地限制了微波器件進(jìn)一步的高頻化與應(yīng)用范圍的擴(kuò)大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要提供一種介電常數(shù)為80～82，同時(shí)具有低損耗(Qf＝7500～11000GHz)與可調(diào)的溫度系數(shù)的微波介質(zhì)陶瓷及其制備方法。
發(fā)明的微波介質(zhì)陶瓷的表達(dá)式為mBaO.n[(1-y)Nd2O3.ySm2O3].p[(1-z)TiO2zSnO2]，各成分含量分別是設(shè)BaO的含量為m， 13.8摩爾％≤m≤18.0摩爾％(1-y)Nd2O3.ySm2O3的含量為n， 16.0摩爾％≤n≤18.0摩爾％其中0.10≤y≤0.9(1-z)TiO2.zSnO2的含量為p， 66.0摩爾％≤p≤68.0摩爾％其中0＜z≤0.1m+n+p＝100摩爾％各成分的優(yōu)選含量為m＝16.7摩爾％，n＝16.7摩爾％，p＝66.6摩爾％，y＝0.30，z＝0.05。
發(fā)明的微波介質(zhì)陶瓷可按下述方法制備而成。
首先將純度為99.9％以上的BaCO3、Nd2O3、Sm2O3、TiO2及SnO2按上述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1000～1150℃、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1300～1360℃、大氣氣氛中燒結(jié)3～12小時(shí)以制備所需的微波介質(zhì)陶瓷。
上述粘結(jié)劑可采用濃度為3％或5％或8％的聚乙烯醇溶液，劑量一般占總量的5～15％。
本發(fā)明的微波介質(zhì)陶瓷，其介電常數(shù)高達(dá)80～82，同時(shí)具有低損耗(Qf＝7500～11000GHz)與可調(diào)的諧振頻率溫度系數(shù)。利用本發(fā)明提供的微波介質(zhì)陶瓷可使介質(zhì)諧振器與濾波器等微波元器件適應(yīng)更高的頻率。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或溫度補(bǔ)償陶瓷電容器等。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)明的各成分含量的幾個(gè)具體實(shí)例及其微波介電性能。其制備方法如上所述。性能測試用粉末X線衍射法對燒結(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3GHz進(jìn)行微波介電性能的評(píng)價(jià)。


權(quán)利要求
1.微波介質(zhì)陶瓷，其特征是它的表達(dá)式為mBaO.n[(1-y)Nd2O3.ySm2O3].p[(1-z)TiO2.zSnO2]，各成分含量分別是設(shè)BaO的含量為m， 13.8摩爾％≤m≤18.0摩爾％(1-y)Nd2O3.ySm2O3的含量為n， 16.0摩爾％≤n≤18.0摩爾％其中0.10≤y≤0.9(1-z)TiO2.zSnO2的含量為p， 66.0摩爾％≤p≤68.0摩爾％其中0＜z≤0.1m+n+p＝100摩爾％
2.按權(quán)利要求1所述的微波介質(zhì)陶瓷，其特征是m＝16.7摩爾％，n＝16.7摩爾％，p＝66.6摩爾％，y＝0.30，z＝0.05。
3.按權(quán)利要求1所述的微波介質(zhì)陶瓷的制備方法，其特征是首先將純度為99.9％以上的BaCO3、Nd2O3、Sm2O3、TiO2及SnO2按權(quán)利要求1所說的含量用濕式球磨法混合24小時(shí)，溶劑為蒸餾水，烘干后在1000～1150℃、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1300～1360℃、大氣氣氛中燒結(jié)3～12小時(shí)以制備所需的微波介質(zhì)陶瓷。
全文摘要
本發(fā)明的微波介質(zhì)陶瓷的表達(dá)式為:mBaO.n[(1－y)Nd
文檔編號(hào)H01P7/10GK1342623SQ0113553
公開日2002年4月3日 申請日期2001年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月10日
發(fā)明者陳湘明, 李怡 申請人:浙江大學(xué)