【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于電子信息材料，具體地，涉及一種中溫燒結高介電常數微波介質陶瓷材料及其制備方法和應用。
技術介紹
1、隨著微波通訊電子的使用頻率向越來越高的頻段發展，相應的信號環形器(隔離器)器件中對作為主要信號載體的微波介質陶瓷的性能也要求日益嚴苛，目前行業內商品化用于隔離器，且介電常數范圍為30～40的材料，其溫度系數一般都大于±30ppm/℃。在介電常數增加的同時要求盡可能小的頻率溫度系數，是隔離器用微波介質陶瓷的發展方向。
2、目前介電常數為30的介質陶瓷材料，基本上是采用mgtio3和catio3兩相來進行復合，但是這個復合體系的難點在于晶相catio3帶有比較大的正頻率溫度系數，在介電常數調整達到30時，頻率溫度系數已經達到一個非常大的正數值。
3、為適應電子設備信號主要載體——微波介質陶瓷的高介電常數低溫度系數的發展需要，需要開發一種兼具高介電常數、高品質因數和小溫度系數的微波介質陶瓷。
技術實現思路
1、為解決上述技術問題，本專利技術的目的在于提供一種中溫燒結高介電常數微波介質陶瓷材料及其制備方法和應用；該微波介質陶瓷材料可以在中溫燒結(1300～1340℃)的條件下保持以下的微波性能：εr＝30±1，qf>20000ghz，τf可調并且符合±30ppm/℃以內的要求，可滿足微波移動通信中信號隔離領域的技術需求，具有重要的工業應用價值。
2、為實現上述技術目的，達到上述技術效果，本專利技術通過以下技術方案實現：
3、
4、該微波介質陶瓷包括四種晶相，分別為mgtio3、catio3、mg0.34?nb0.66tio4和mg1.8co0.2tio4。
5、進一步的，該微波介質陶瓷材料的介電常數為29～31，品質因數q×f值為20000ghz以上，諧振頻率溫度系數絕對值為30ppm/℃以下。
6、本專利技術另一方面提供了一種中溫燒結高介電常數微波介質陶瓷材料的制備方法，包括以下步驟：
7、1)按照組成表達式amgo-btio2-ccaco3-dmno2-eco2o3-fnb2o5中各組合物的摩爾百分比分別稱量mgo粉料、tio2粉料、catio3粉料、mno2粉料、co2o3粉料、nb2o5粉料，將所稱取的物料混合充分后球磨，球磨后經烘干、過篩放入剛玉坩堝中，然后保溫預燒，得到粉料基材；
8、2)將上述步驟1)獲得的粉料基材進行充分球磨，球磨后烘干、造粒、過篩；
9、3)將步驟2)過篩后的顆粒料壓制成型，最后經過燒結得到該微波介質陶瓷材料。
10、進一步的，步驟1)的保溫預燒過程的溫度為800～1100℃，保溫預燒時間為3～5h。
11、進一步的，步驟3)中的燒結過程是在1300～1340℃下燒結3～8h。
12、進一步，步驟2)中所述的造粒是將烘干后的粉體與粘結劑混合，然后制成微米級的球形顆粒。
13、進一步的，所述粘結劑選自聚乙烯醇溶液、聚乙烯醇縮丁醛溶液、丙烯酸溶液或甲基纖維素中的至少一種。
14、進一步的，步驟3)中，顆粒料被壓制成直徑為10mm、高度為6mm的圓柱體。
15、本專利技術還提供了該中溫燒結高介電常數微波介質陶瓷材料在微波隔離器中的應用。
16、與現有技術相比，本專利技術具有以下有益效果：
17、本專利技術的微波介質陶瓷采用mgo粉料、tio2粉料、catio3粉料、mno2粉料、co2o3粉料、nb2o5粉料為原料燒結而成，燒結而成的微波介質陶瓷包括mgtio3、catio3、mg0.34?nb0.66tio4和mg1.8?co0.2tio4四種晶相，通過catio3晶相與主晶相mgtio3復合，并且摻雜小介電常數且具有較為可觀的負頻率溫度系數的mg0.34nb0.66tio4和mg1.8?co0.2tio4兩個晶相，實現介電常數30附近，而且溫度系數可控的隔離器用微波介質陶瓷材料。
18、本專利技術的微波介質陶瓷可以在中溫燒結(1300～1340℃)的條件下保持以下的微波性能：εr＝30±1，qf>20000ghz，τf可調并且符合±30ppm/℃以內的要求，可滿足微波移動通信中信號隔離領域的技術需求，具有重要的工業應用價值。
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1.一種中溫燒結高介電常數微波介質陶瓷材料，其特征在于：其組成表達式為aMgO-bTiO2-cCaCO3-dMnO2-eCo2O3-fNb2O5，其中，a、b、c、d、e和f分別獨立表示摩爾百分比，并滿足以下條件：40mol％≤a≤45mol％，40mol％≤b≤45mol％，5.5mol％≤c≤15mol％，0.5mol％≤d≤1mol％，1mol％≤e≤2mol％，1mol％≤f≤2mol％，a+b+c+d+e+f＝100mol％。
2.根據權利要求1所述的一種中溫燒結高介電常數微波介質陶瓷材料，其特征在于：該微波介質陶瓷包括四種晶相，分別為MgTiO3、CaTiO3、Mg0.34Nb0.66TiO4和Mg1.8?Co0.2TiO4。
3.根據權利要求1所述的一種中溫燒結高介電常數微波介質陶瓷材料，其特征在于：該微波介質陶瓷材料的介電常數為29～31，品質因數Q×f值為20000GHz以上，諧振頻率溫度系數絕對值為30ppm/℃以下。
4.一種如權利要求1至3任一項所述的中溫燒結高介電常數微波介質陶瓷材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟
5.根據權利要求4所述的中溫燒結高介電常數微波介質陶瓷材料的制備方法，其特征在于，步驟1)的保溫預燒過程的溫度為800～1100℃，保溫預燒時間為3～5h。
6.根據權利要求4所述的中溫燒結高介電常數微波介質陶瓷材料的制備方法，其特征在于，步驟3)中的燒結過程是在1300～1340℃下燒結3～8h。
7.根據權利要求4所述的中溫燒結高介電常數微波介質陶瓷材料的制備方法，其特征在于，步驟2)中所述的造粒是將烘干后的粉體與粘結劑混合，然后制成微米級的球形顆粒。
8.根據權利要求7所述的中溫燒結高介電常數微波介質陶瓷材料的制備方法，其特征在于，所述粘結劑選自聚乙烯醇溶液、聚乙烯醇縮丁醛溶液、丙烯酸溶液或甲基纖維素中的至少一種。
9.根據權利要求4所述的中溫燒結高介電常數微波介質陶瓷材料的制備方法，其特征在于，步驟3)中，顆粒料被壓制成直徑為10mm、高度為6mm的圓柱體。
10.如權利要求1至3任一項所述的中溫燒結高介電常數微波介質陶瓷材料在微波隔離器中的應用。
...【技術特征摘要】
1.一種中溫燒結高介電常數微波介質陶瓷材料，其特征在于：其組成表達式為amgo-btio2-ccaco3-dmno2-eco2o3-fnb2o5，其中，a、b、c、d、e和f分別獨立表示摩爾百分比，并滿足以下條件：40mol％≤a≤45mol％，40mol％≤b≤45mol％，5.5mol％≤c≤15mol％，0.5mol％≤d≤1mol％，1mol％≤e≤2mol％，1mol％≤f≤2mol％，a+b+c+d+e+f＝100mol％。
2.根據權利要求1所述的一種中溫燒結高介電常數微波介質陶瓷材料，其特征在于：該微波介質陶瓷包括四種晶相，分別為mgtio3、catio3、mg0.34nb0.66tio4和mg1.8?co0.2tio4。
3.根據權利要求1所述的一種中溫燒結高介電常數微波介質陶瓷材料，其特征在于：該微波介質陶瓷材料的介電常數為29～31，品質因數q×f值為20000ghz以上，諧振頻率溫度系數絕對值為30ppm/℃以下。
4.一種如權利要求1至3任一項所述的中溫燒結高介電常數微波介質陶瓷材料的制備方法，...
【專利技術屬性】
技術研發人員：吉岸，金鎮龍，張彬，
申請(專利權)人：無錫鑫圣慧龍納米陶瓷技術有限公司，
類型：發明
國別省市：
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