本发明针对现有微波介质陶瓷Q值与温度系数难以统筹的问题,经过BaO-Nd₂O₃-Sm₂O₃-TiO₂-SnO₂多组分协同规划,完成介电常数80~82、Qf值7500~11000GHz及-10~10ppm/℃可调温度系数,打破高频器材功能瓶颈。选用湿法球磨-预烧-成型-烧结工艺,优化资料微观结构与介电功能。
关于微波介质陶瓷,首先要求其有低的介电损耗(高Q值,Q>3000在使用频率)与接近于零的谐振频率温度系数(-20ppm/℃<τf<20ppm/℃,关于介电常数较低的资料系列,要求-10ppm/℃<τf<10ppm/℃)。一起,为满意高频化的需求而要求有尽量高的Q值与高介电常数ε的和谐。
尽管现在已开宣布BaO-Nd2O3-TiO2系列等高介电常数微波介质陶瓷,但其Qf值只能到达7500GHz左右,其温度系数一般为正值。而BaO-Sm2O3-TiO2系列微波介质陶瓷尽管Qf值较高(~9000GHz),但其谐振频率温度系数一般为负值。因而,怎样来完成高介电常数微波介质陶瓷的高Q值化与温度系数可调化乃是该范畴的一大难题。这就大大地约束了微波器材进一步的高频化与使用场景规模的扩展。
首先将纯度为99.9%以上的BaCO3、Nd2O3、Sm2O3、TiO2及SnO2按上述的份额用湿式球磨法混合24小时,溶剂为蒸馏水,烘干后在1000~1150℃、大气气氛中予烧3小时,然后,在予烧粉末中增加粘结剂并造粒后,经过单轴压力成形在1000kg/cm2的压力下制备出直径12mm、厚度3~6mm的陶瓷坯体,最终在1300~1360℃、大气气氛中烧结3~12小时以制备所需的微波介质陶瓷。
本发明的微波介质陶瓷,其介电常数高达80~82,一起具有低损耗(Qf=7500~11000GHz)与可调的谐振频率温度系数。使用本发明供给的微波介质陶瓷可使介质谐振器与滤波器等微波元器材习惯更高的频率。一起,本发明供给的陶瓷亦可使用于高频陶瓷电容器或温度补偿陶瓷电容器等。因而,本发明在工业上有着极大的价值。
表1示出了构成本发明的各成分含量的几个详细实例及其微波介电功能。其制备办法如上所述。功能测试用粉末X线衍射法对烧结后的陶瓷试样进行物相剖析,而用圆柱介质谐振器法在3GHz进行微波介电功能的点评。
3.按权利要求1所述的微波介质陶瓷的制备办法,其特征是首先将纯度为99.9%以上的BaCO3、Nd2O3、Sm2O3、TiO2及SnO2按权利要求1所说的含量用湿式球磨法混合24小时,溶剂为蒸馏水,烘干后在1000~1150℃、大气气氛中予烧3小时,然后,在予烧粉末中增加粘结剂并造粒后,经过单轴压力成形在1000kg/cm2的压力下制备出直径12mm、厚度3~6mm的陶瓷坯体,最终在1300~1360℃、大气气氛中烧结3~12小时以制备所需的微波介质陶瓷。
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