專利名稱：：低介電常數(shù)高q值的高頻介質(zhì)陶瓷及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明是關(guān)于電子信息材料與電子元器件的，尤其涉及一種以組分為特征的高頻介質(zhì)陶瓷及其制備方法。
背景技術(shù)：
：隨著移動(dòng)通信和衛(wèi)星通信技術(shù)的迅速發(fā)展，微波介質(zhì)陶瓷材料己受到人們?cè)絹碓綇VS的關(guān)注。在高頻微波范圍內(nèi)，微波介質(zhì)陶瓷材料的基本要求是應(yīng)具有合適的介電常數(shù)、較低的介質(zhì)損耗、較高的品質(zhì)因數(shù)(Q值)及較小的頻率溫度系數(shù)，因此，研制高Q值(品質(zhì)因數(shù)Q=l/tanS)材料具有重要的意義和價(jià)值。Mg4Nb209g60年代被發(fā)現(xiàn)以來，已得到了許多研究。1^4吣209陶瓷具有較低的介電損耗，且與八1203具有相同的晶體結(jié)構(gòu)，其介電常數(shù)和A1A相近，^*/值也可以和八1203相比擬，而且燒結(jié)溫度(1300-1400°C)比A1A(1600-畫。C)低許多。因此，Mg4NbA可望成為取代氧化鋁陶瓷的新一代高Q值微波介質(zhì)材料。近年來，科研工作者用固相法或化學(xué)法對(duì)該體系進(jìn)行了研究，使得其介電性能有了不同程度的改善。但是傳統(tǒng)的固相反應(yīng)法合成Mg4NbA總是伴有其它雜相的生成，這些雜相的存在對(duì)高。《/值的獲得非常有害；化學(xué)法工藝復(fù)雜，工藝參數(shù)不易控制，造價(jià)高，故較難產(chǎn)業(yè)化。因此，研究一種工藝簡(jiǎn)單的固相制備方法可以使該體系具有廣闊的應(yīng)用前景。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種采用固相制備方法，以MgO和他205為原料制成的Mg4NbA高頻介質(zhì)陶瓷，使其介電常數(shù)小于15，微波下測(cè)得的。/值高于230000，簡(jiǎn)化該陶瓷材料的現(xiàn)有的制備工藝。本發(fā)明通過如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明原料組分及質(zhì)量百分比含量為MgO2050%、Nb2055080%。制備步驟如下(1)將MgO、NbA分別按質(zhì)量百分比為2050%及5080%配料，按用料去離子水鋯球的質(zhì)量比為1:1:1.5的比例加入聚酯罐中，在行星式球磨機(jī)上球磨28小時(shí)；(2)將球磨后的原料于紅外干燥箱中烘干；(3)將烘干的粉料在高溫爐里于900-IIOO'C煅燒26小時(shí)煅燒成熔塊；(4)將此熔塊再按用料去離子水鋯球的質(zhì)量比為1:1:1.5的比例球磨625小時(shí)，用紅外烘箱烘干；(5)在此烘干的陶瓷粉料中加入質(zhì)量百分比為5%的石蠟作為粘合劑進(jìn)行造粒，過篩后，再用粉末壓片機(jī)以610MPa的壓力壓成生坯，將生坯于1200'C140(TC燒結(jié)28小時(shí)；(6)將所得樣品上、下表面均勻地涂覆銀漿，燒滲制備電極，最后焊接引線。所述步驟(3)的熔塊在高溫爐中于101(TC煅燒5小時(shí)。所述步驟(4)的球磨時(shí)間為12小時(shí)。所述步驟(5)生坯直徑為15mm，厚度為11.5誦，燒結(jié)溫度為1400°C。所述步驟(6)涂覆銀漿后的制品經(jīng)840士20'C燒滲制備電極。本發(fā)明的有益效果是提供了一種采用固相制備方法，以MgO和Nb205為原料制成的Mg4Nb209高頻介質(zhì)陶瓷，其介電常數(shù)小于15，微波下測(cè)得的^*/值高于230000(f=12.123GHz)，簡(jiǎn)化了該陶瓷材料現(xiàn)有的制備工藝，全過程無污染，該低介高P值陶瓷材料具有廣闊的應(yīng)用前景。具體實(shí)施方式本發(fā)明采用MgO(純度大于99.7%)及NbA(純度不少于99.99%)為初始原料，制備Mg4Nb209高頻介質(zhì)陶瓷。將MgO、NbA分別按質(zhì)量百分比含量配料，以用料去離子水鋯球的質(zhì)量比為1:1:1.5的比例加入聚酯罐中，在行星式球磨機(jī)上球磨；再將球磨后的原料置于紅外干燥箱中烘干、過篩、煅燒，制成熔塊；具體實(shí)施例中制備熔塊的工藝參數(shù)詳見表l。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>將制得的熔塊再按用料去離子水鋯球的質(zhì)量比為1:1:1.5的比例進(jìn)行球磨，用紅外烘箱烘干；再于陶瓷粉料中加入質(zhì)量百分比為5%的石蠟作為粘合劑進(jìn)行造粒；過篩后，再用粉末壓片機(jī)壓制為生坯，再進(jìn)行燒結(jié)；所得制品上、下表面均勻地涂覆銀漿，燒滲制備電極，最后焊接引線。此番工藝過程的相關(guān)參數(shù)詳見表2。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>本發(fā)明實(shí)施例的檢測(cè)結(jié)果見表3:表3<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>測(cè)試方法一、電容量的測(cè)量使用HEWLETTPACKARD4278A測(cè)試樣片的電容量，并計(jì)算出樣品的介電常數(shù)。對(duì)于圓片電容器，換算關(guān)系如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>其中C。一樣片在室溫下(25°C)的電容量，單位pF;d—樣片的厚度，單位cm;D—樣片的直徑，單位cm。二、微波頻率下系統(tǒng)品質(zhì)因數(shù)Q的測(cè)量用Agilent8720ES網(wǎng)絡(luò)分析儀開式腔諧振法測(cè)量樣品在12GHz左右頻率下的Q值，采用的諧振模式為TE011模式。計(jì)算軟件為基于測(cè)試?yán)碚摼帉懙膍atlab程序。本發(fā)明通過固相法以MgO和吣205為原料制成了1%4吣209高頻介質(zhì)陶瓷，簡(jiǎn)化了該陶瓷材料現(xiàn)有的制備工藝，測(cè)試結(jié)果優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)，獲得了更高的^*/值。本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施例，很多細(xì)節(jié)的變化是可能的，但這并不因此違背本發(fā)明的范圍和精神。權(quán)利要求1.一種低介電常數(shù)高Q值的高頻介質(zhì)陶瓷，原料組分及質(zhì)量百分比含量為MgO20～50％、Nb2O550～80％。2.權(quán)利要求l的低介電常數(shù)高Q值的高頻介質(zhì)陶瓷的制備方法，具有如下步驟'(1)將MgO、NbA分別按質(zhì)量百分比為2050%及5080%配料，按用料去離子水鋯球的質(zhì)量比為1:1:1.5的比例加入聚酯罐中，在行星式球磨機(jī)上球磨28小時(shí)；(2)將球磨后的原料于紅外干燥箱中烘干；(3)將烘干的粉料在高溫爐里于900-110(TC煅燒26小時(shí)煅燒成熔塊；(4)將此熔塊再按用料去離子水鋯球的質(zhì)量比為1:1:1.5的比例球磨625小時(shí)，用紅外烘箱烘干；(5)在此烘干的陶瓷粉料中加入質(zhì)量百分比為5%的石蠟作為粘合劑進(jìn)行造粒，過篩后，再用粉末壓片機(jī)以610MPa.的壓力壓成生坯，將生坯于1200。C140(TC燒結(jié)28小時(shí)；(6)將所得制品上、下表面均勻地涂覆銀漿，燒滲制備電極，最后焊接引線。3.根據(jù)權(quán)利要求2的低介電常數(shù)高Q值的高頻介質(zhì)陶瓷的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)的熔塊在高溫爐中于101(TC煅燒5小時(shí)。4.根據(jù)權(quán)利要求2的低介電常數(shù)高Q值的高頻介質(zhì)陶瓷的制備方法，其特征在于，所述步驟(4)的球磨時(shí)間為12小時(shí)。5.根據(jù)權(quán)利要求2的低介電常數(shù)高Q值的高頻介質(zhì)陶瓷的制備方法，其特征在于，所述步驟(5)生坯直徑為15隱，厚度為11.5咖，燒結(jié)溫度為140(TC。6.根據(jù)權(quán)利要求2的低介電常數(shù)高Q值的高頻介質(zhì)陶瓷的制備方法，其特征在于，所述步驟(6)涂覆銀漿后的制品經(jīng)840士2(TC燒滲制備電極。全文摘要本發(fā)明公開了一種低介電常數(shù)高Q值的Mg₄Nb₂O₉高頻介質(zhì)陶瓷，原料組分及質(zhì)量百分比含量為MgO20～50％、Nb₂O₅50～80％。制備方法包括(1)配料；(2)烘干；(3)煅燒熔塊；(4)再球磨、烘干；(5)造粒、壓制生坯、燒結(jié)；(6)涂覆銀漿、燒滲電極、焊接引線。本發(fā)明的有益效果是提供了一種采用固相制備方法制備的Mg₄Nb₂O₉高頻介質(zhì)陶瓷，其介電常數(shù)小于15，微波下測(cè)得的Q·f值高于230000(f＝12.123GHz)，簡(jiǎn)化了該現(xiàn)有的制備工藝，全過程無污染，本發(fā)明用于移動(dòng)通信和衛(wèi)星通信
技術(shù)領(lǐng)域：
。文檔編號(hào)C04B35/622GK101265095SQ200810052909公開日2008年9月17日申請(qǐng)日期2008年4月25日優(yōu)先權(quán)日2008年4月25日發(fā)明者平張,張志萍,佳李,李玲霞,王洪茹申請(qǐng)人:天津大學(xué)