一种高Q值微波介质陶瓷及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN101967058A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN101967058A(43)申请公布日2011.02.09(21)申请号201010237748.5(22)申请日2010.07.23(71)申请人黑龙江科技学院地址150027黑龙江省哈尔滨市松北区糖厂街1号申请人北京科技大学(72)发明人张迎春付宝建杨秀敏(74)专利代理机构北京东方汇众知识产权代理事务所(普通合伙)11296代理人刘淑芬(51)Int.Cl.C04B35/495(2006.01)C04B35/622(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种高Q值微波介质陶瓷及其制备方法(57)摘要一种高Q值微波介质陶瓷及其制备方法，属于微波介质陶瓷材料及其制造技术领域。陶瓷由MgNb2O6和ZnTa2O6复合而成。以MgO和Nb2O5为原料合成MgNb2O6，以ZnO和Ta2O5为原料合成ZnTa2O6，之后MgNb2O6与ZnTa2O6经过混合，加入PVA压制成型，在高温炉中烧结2～4小时制成微波介质陶瓷。本发明的微波介质陶瓷相对介电常数在29.7～31.4之间，Qf值在66280～67370之间，谐振频率温度系数可调；可广泛应用于各种介质谐振器、滤波器等微波器件的制造，满足移动通信、卫星通信等系统的技术需求。CN1096758ACN101967058A权利要求书1/1页1.一种高Q值微波介质陶瓷，其特征在于：由铌酸镁(MgNb2O6)和钽酸锌(ZnTa2O6)组成，按重量百分比：铌酸镁2.5％～12.5％；钽酸锌87.5％～97.5％。2.根据权利要求1所述的一种高Q值微波介质陶瓷，其特征在于，按重量百分比：铌酸镁10.0％；钽酸锌90.0％。3.根据权利要求1所述的一种高Q值微波介质陶瓷的制备方法，其特征在于包括如下步骤：(1)以纯度为98.5％的MgO和99.99％的Nb2O5为起始原料，将原料湿磨混合、烘干、过筛后在1000℃煅烧合成MgNb2O6陶瓷粉体；(2)以纯度为99.0％的ZnO和99.99％的Ta2O5为起始原料，将原料湿磨混合、烘干、过筛后在1100℃煅烧合成ZnTa2O6陶瓷粉体；(3)将步骤(1)和步骤(2)所合成的铌酸镁和钽酸锌按重量比：铌酸镁2.5％～12.5％钽酸锌87.5％～97.5％组成配料，所配粉料湿磨4h烘干后加入粘结剂并造粒，再压制成型，然后在高温炉中升温至500℃保温1h进行排胶，继续升温至烧成温度保温2～4h后随炉冷却。4.根据权利要求3所述的一种高Q值微波介质陶瓷的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，所述加入的粘结剂为浓度为5％、重量百分比含量为3～10％的PVA水溶液。5.根据权利要求3所述的一种高Q值微波介质陶瓷的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中的烧成温度为1300～1450℃。6.根据权利要求3所述的一种高Q值微波介质陶瓷的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中的烧成时间为2～4小时。2CN101967058A说明书1/3页一种高Q值微波介质陶瓷及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种以氧化物为基础的以成分为特征的陶瓷化合物，更确切的说，是关于一种以铌酸镁(MgNb2O6)和钽酸锌(ZnTa2O6)复合的陶瓷化合物及其制备方法，属于材料科学技术领域。背景技术[0002]微波介质陶瓷是指应用于微波频段(300MHz～3000GHz)电路中作为介质材料完成一种或多种功能的陶瓷，是微波器件的核心材料。近二十年来，由于微波技术设备向小型化、集成化与高频化，尤其是向民用产品的大产量、低价格方向的迅速发展，目前已开发出了一大批适用于微波频段的微波介质陶瓷材料。应用于微波电路的介质陶瓷，应满足如下介电特征的要求：(1)高的相对介电常数εr以减小器件的尺寸，一般要求εr≥20；(2)高的品质因数Q以降低噪音，一般要求Q×f≥3000；(3)接近零的频率温度系数τf以保证器件的温度稳定性。根据微波材料的性能，微波介质陶瓷可分为三类：(1)高介电常数低Q值的微波介质陶瓷，主要应用于对微型化要求较高的手持移动通讯设备；(2)高Q值低介电常数微波介质陶瓷，主要应用于毫米波通讯以及微波电路基板。(3)高Q值近零谐振频率温度系数的微波介质陶瓷，用于对信息的传输量和精度要求较高的卫星以及地面通讯的基站。MgNb2O6和ZnTa2O6都具有优异的微波介电性能。如《日本应用物理》杂志(Japanesejournalofappliedphysics)在1997年发表了一篇题为《微波频率下AB2O6化合物的介电性能(A＝Ca，Mg，Mn，Co，Ni，Zn，以及B＝Nb，Ta)》(DielectricPropertiesofAB2O6CompoundsatMic