微波介質陶瓷及其制備方法
【專利摘要】一種微波介質陶瓷具有化學通式(1-x)ZrTi2O6-xZnaCabMncNbeWfO6·y(ZnCu2)Nb2O8·mZn2SiO4，其中，0<x≤0.12，a+b+c=1，0.7≤a≤0.95，0≤b≤0.2，0≤c≤0.2，e+f=2，1.8≤e≤2，0≤f≤0.2，0≤y≤0.5，0≤m≤0.6，c和f不同時為0，b、y和m不同時為0。上述微波介質陶瓷通過摻雜Mn和W中的至少一種以及Ca、Cu和Si中的至少一種對微波介質陶瓷改性，可以有效降低微波介質陶瓷中Nb的含量，從而有效減少Nb2O5的使用，降低微波介質陶瓷的成本。此外，還提供一種微波介質陶瓷的制備方法。
【專利說明】微波介質陶瓷及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及微波介質陶瓷領域，特別是涉及一種微波介質陶瓷及其制備方法。
【背景技術】
[0002]微波介質陶瓷是指應用于微波頻段(主要是UHF、SHF頻段，300MHz~300GHz)電路中作為介質材料并完成一種或多種功能的陶瓷。微波介質陶瓷主要用于用作諧振器、濾波器、介質天線、介質導波回路等微波元器件。可用于移動通訊、衛星通訊和軍用雷達等方面。然而，傳統的微波介質陶瓷含有較多的鈮，成本較高。
【發明內容】
[0003]基于此，有必要提供一種成本較低的微波介質陶瓷及其制備方法。
[0004]—種微波介質陶瓷,所述微波介質陶瓷具有化學通式(1-X)ZrTi2O6-XZnaCabMncNbeWfO6.y (ZnCu2) Nb2O8.mZn2Si04, (l-χ) ZrTi206-xZnaCabMncNbefff06> (ZnCu2) Nb2O8 和 Zn2SiO4 的摩爾比為 l:y:m, (1-x)ZrTi2O6-XZnaCabMncNbeWfO6 中，ZrTi2O6 和 ZnaCabMncNbeWfO6 的摩爾比為 l_x:x，其中，0〈x ( 0.12，a+b+c=l，0.7 ≤ a ≤ 0.95,0 ≤ b ≤ 0.2，O ≤ c ≤ 0.2,e+f=2,1.8≤e≤2，0≤f≤0.2，0≤y≤0.5，0≤m≤0.6，c和f不同時為0，b、y和m不同時為O。
[0005]在一個實施例中，0.09≤X≤0.12，0.80≤a≤0.90，O≤b≤0.20，O≤c≤0.20，1.80 ≤ e ≤ 1.92,0.08 ^ f ^ 0.20,0.08 ^ y ^ 0.20,0.10 ≤ m ≤ 0.40。
[0006]一種微波介質陶瓷的制備方法，包括如下步驟:
[0007]按照(1-x)ZrTi2O6-XZnaCabMncNbeWfO6.y (ZnCu2)Nb2O8.HiZn2SiO4 中鋯、鋅、鈮、鈦、銅、錳、鈣、硅和鎢的化學計量比，提供ZrO2粉末、ZnO粉末、Nb2O5粉末、TiO2粉末、CuO粉末、MnO粉末、CaCO3粉末、SiO2粉末和WO3粉末并混合均勻，得到混合粉末，其中，0〈x ( 0.12，a+b+c=l,0.7 ≤ a ≤ 0.95，0 ≤ b ≤ 0.2，0 ≤ c ≤0.2，e+f=2,1.8 ≤ e ≤ 2，O ≤ f ≤ 0.2，0<:7<0.5,0<111<0.6,(3和;1^不同時為0,13、:7和1]1不同時為0;
[0008]將所述混合粉末在850°C~1000°C預燒2h~4h，得到預燒粉末；
[0009]在所述預燒粉末中加入膠黏劑造粒，壓制成型得到陶瓷生坯；
[0010]在有氧氣氛中，將所述陶瓷生坯在1200°C~1300°C的條件下燒結4h~10h，得到所述微波介質陶瓷。
[0011 ] 在一個實施例中，所述混合粉末的粒徑為20目~80目。
[0012]在一個實施例中，在所述預燒粉末中加入膠黏劑造粒前，還包括將所述預燒粉末進行研磨，然后過60目~120目的篩子的操作。
[0013]在一個實施例中，所述研磨的操作采用球磨法，將所述預燒粉末進行研磨的步驟后，過60目~120目的篩子的步驟前，還包括將研磨得到的粉末在100°C~250°C下烘干的操作。
[0014]在一個實施例中，將所述預燒粉末進行研磨，然后過60目~120目的篩子的操作前，還包括將所述預燒粉末過20目~60目的篩子的操作。
[0015]在一個實施例中，所述造粒的操作為將加入了所述膠黏劑的所述預燒粉末制成粒徑為60目~100目的顆粒。
[0016]在一個實施例中，所述膠黏劑為聚乙烯醇、石蠟或酚醛清漆。
[0017]在一個實施例中，所述聚乙烯醇和所述預燒粉末的質量比為10%~30%。
[0018]上述微波介質陶瓷的原料中Nb2O5的價格較貴，通過摻雜Mn和W中的至少一種以及Ca、Cu和Si中的至少一種對微波介質陶瓷進行改性，在保證微波介質陶瓷具有較好性能的同時，可以有效降低微波介質陶瓷中Nb的含量，因而可以有效減少Nb2O5的使用，從而降低微波介質陶瓷的成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1為一實施方式的微波介質陶瓷的制備方法的流程圖；
[0020]圖2為實施例6制備的微波介質陶瓷的X射線衍射圖；
[0021]圖3為實施例6制備的微波介質陶瓷的掃描電鏡圖。
【具體實施方式】
[0022]為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】做詳細的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本發明。但是本發明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本發明內涵的情況下做類似改進，因此本發明不受下面公開的具體實施的限制。
[0023]一實施方式的微波介質陶瓷，微波介質陶瓷具有化學通式(1-X)ZrTi2O6-XZnaCabMncNbefff06 ^y(ZnCu2)Nb2O8 ^mZn2SiO4, (l-χ) ZrTi206-xZnaCabMncNbefff06> (ZnCu2) Nb2O8 和 Zn2SiO4的摩爾比為 l:y:m，(1-X)ZrTi2O6-XZnaCabMneNbeWfO6 中，ZrTi2O6 和 ZnaCabMncNbeWfO6 的摩爾比為 l_x:x，其中，0〈x ( 0.12，a+b+c=l，0.7 ≤ a ≤ 0.95,0 ≤ b ≤0.2，O ≤ c≤0.2,e+f=2,
1.8≤e≤2，0≤f≤0.2，0≤y≤0.5，0≤m≤0.6，c和f不同時為0，b、y和m不同時為O。
[0024]上述微波介質陶瓷包括摩爾比為1: y: m的(l_x) ZrTi2O6-XZnaCabMncNbeWfO6 >(ZnCu2)Nb2O8 和 Zn2SiO40 其中，0≤x ≤ 0.12，a+b+c=l，0.7 ≤ a ≤ 0.95，O ≤ b ≤ 0.2，O≤ c≤ 0.2,e+f=2,1.8 ≤ e ≤ 2，0 ≤ f ≤ 0.2，0 ≤ y ≤ 0.5，0 ≤ m ≤ 0.6，c 和 f 不同時為0,13、:7和1]1不同時為O。
[0025]上述微波介質陶瓷中，(1-X)ZrTi2O6-XZnaCabMneNbeWfO6為主體基料，包括摩爾比為l-χ:X的ZrTi2O6和ZnaCabMneNbeWfO6,0〈X ^ 0.12.上述微波介質陶瓷的介電常數ε r為43 ~47，QXF 值為 38000GHz ~42000GHz，溫度漂移系數 τ f 為-5ppm/°C~+10ppm/°C。
[0026]在一個優選的實施例中，0.09 ≤ X≤ 0.12,0.80 ≤ a ≤0.90,0 ≤ b ≤ 0.20，O ≤c≤ 0.20，1.80≤ e ≤ 1.92,0.08 ≤ f≤ 0.20,0.08 ≤ y ≤ 0.20,0.10 ≤ m ≤0.40。
[0027]在一個更優的實施例中，x=0.12，a=0.80，b=0.12，c=0.08，e=l.91，f=0.09，y=0.50，m=0.15。
[0028]上述微波介質陶瓷的原料中Nb2O5的價格較貴，通過摻雜Mn和W中的至少一種以及Ca、Cu和Si中的至少一種對微波介質陶瓷進行改性，在保證微波介質陶瓷具有較好性能的同時，可以有效降低微波介質陶瓷中Nb的含量，因而可以有效減少Nb2O5的使用，從而降低微波介質陶瓷的成本。
[0029]具體的，上述微波介質陶瓷通過摻雜Mn和W中的至少一種可以抑制Ti還原，防止在燒結過程中Ti4+還原為Ti3+從而導致產品微波性能惡化。通過摻雜CiuCa和Si中的至少一種既可以調節燒結溫度，又可以調節溫度漂移系數，從而使上述微波介質陶瓷具有較好的性能。
[0030]上述微波介質陶瓷中，ZrTiO4的介電常數為43，QXF為31000，溫度漂移系數為58ppm/°C。ZnNb2O6 的介電常數為 25，QXF 為 83000，溫度漂移系數為-56ppm/°C。MnNb2O6的介電常數為20.9，QXF為13000，溫度漂移系數為-74ppm/°C。CaNb2O6的介電常數為17.3，QXF 為 49600，溫度漂移系數為-53ppm/°C。(ZnCu2)Nb2O8 的介電常數為 22.1，QXF為59500，溫度漂移系數為-66ppm/°C，合成溫度950~1000°C。Zn2SiO4的介電常數為6.5，具有高Q值，QXF大于100000，溫度漂移系數為-63ppm/°C。(ZnCu2)Nb208、Zn2SiO4等具有負溫度漂移系數的高Q值材料可以調整上述微波介質陶瓷的溫度漂移系數，使其溫度漂移系數為-5ρρm/? ~+lOppm/C。
[0031]如圖1所示，上述微波介質陶瓷的制備方法，包括如下步驟:
[0032]S10、按照(1-x)ZrTi2O6-XZnaCabMncNbeWfO6.y(ZnCu2)Nb2O8.HiZn2SiO4 中鋯、鋅、鈮、鈦、銅、錳、鈣、硅和鎢的化學計量比，提供ZrO2粉末、ZnO粉末、Nb2O5粉末、TiO2粉末、CuO粉末、MnO粉末、CaCO3粉末、SiO2粉末和WO3粉末并混合均勻，得到混合粉末，其中，0〈x ( 0.12，a+b+c=l,0.7 ≤ a ≤ 0.95，O ≤ b ≤ 0.2，O ≤ c ≤ 0.2，e+f=2,1.8 ≤ e ≤ 2，O≤ f≤0.2,0 ≤y ≤0.5,0 ≤m≤0.6, c 和 f 不同時為 0，b、y 和 m 不同時為 O。
[0033]混合粉末的粒徑可以為20目~80目。
[0034]ZrO2 粉末、ZnO 粉末、Nb2O5 粉末、TiO2 粉末、CuO 粉末、MnO 粉末、CaCO3 粉末、SiO2粉末和TO3粉末可以通過分別球磨Zr02、ZnO、Nb2O5, TiO2, CuO, MnO, CaCO3> SiO2和TO3Ih~IOh后在100°C~250°C烘干，并過20目~80目的篩子得到。
[0035]ZrO2 粉末、ZnO 粉末、Nb2O5 粉末、TiO2 粉末、CuO 粉末、MnO 粉末、CaCO3 粉末、SiO2粉末和WO3粉末的純度均大于等于99%。
[0036]在一個優選的實施例中，0.09 ≤ X ≤0.12,0.80 ≤ a ≤ 0.90,0 ≤ b ≤ 0.20，O ≤ c ≤ 0.20，1.80 ≤ e ≤ 1.92,0.08 ≤ f ≤ 0.20,0.08 ^ y ^ 0.20,0.10 ≤ m v 0.40。
[0037]在一個更優的實施例中，x=0.10，a=0.86，b=0.06，c=0.08，e=l.92，f=0.08，y=0.30，m=0.60。
[0038]S20、將混合粉末在850°C~1000°C預燒2h~4h，得到預燒粉末。
[0039]將混合粉末在850°C~1000°C預燒，可以有效改善混合粉末的成分的結構，保證制備的產品的體積穩定性和外形尺寸的準確性，提高產品的性能。
[0040]S30、在預燒粉末中加入膠黏劑造粒，壓制成型得到陶瓷生坯。
[0041]在預燒粉末中加入膠黏劑造粒的步驟之前，先將預燒粉末過20目~60目的篩子，接著將過篩后的預燒粉末進行研磨，在100°c~250°C烘干后，過60目~120目的篩子。研磨的操作采用球磨法。將預燒粉末過20目~60目的篩子可以將預燒粉末進行有效地分散，從而可以縮短后面的研磨時間。
[0042]造粒的操作為將加入了膠黏劑的預燒粉末制成粒徑為60目~100目的顆粒。[0043]膠黏劑可以為聚乙烯醇(Polyvinyl alcohol，PVA)、石蠟或酚醛清漆。可以理解，在實際應用中，膠黏劑也可以為其他類型的膠黏劑。優選的，膠黏劑為聚乙烯醇。聚乙烯醇和預燒粉末的質量比可以為10%~30%。
[0044]壓制成型得到陶瓷生坯的操作中，在IOMPa~30MPa的條件下壓制形成陶瓷生坯。形成的陶瓷生坯為直徑高度比為2的圓柱生坯體。
[0045]S40、在有氧氣氛中，將陶瓷生坯在1200°C~1300°C的條件下燒結4h~10h，得到微波介質陶瓷。
[0046]有氧氣氛可以為空氣。
[0047]上述微波介質陶瓷的制備方法，制作工藝簡單，適合在長爐中燒結，適合量產。且上述微波介質陶瓷的制備方法中通過摻雜Mn和W中的至少一種可以抑制Ti還原，防止在燒結過程中Ti4+還原為Ti3+從而導致產品微波性能惡化。通過摻雜CiuCa和Si中的至少一種既可以調節燒結溫度，又可以調節溫度漂移系數，使材料在空氣環境下燒結即具有良好的微波性能，降低了對燒結設備的要求，易于推廣應用。
[0048]下面為具體實施例部分。
[0049]實施例1
[0050]按照0.91ZrTi206-0.09Zn0.95Ca0.02Mn0.03NbL99ff0.0106.0.1 (ZnCu2)Nb2O8 中鋯、鋅、鈮、鈦、銅、錳、鈣和鎢的化學計量比，提供ZrO2粉末、ZnO粉末、Nb2O5粉末、TiO2粉末、CuO粉末、MnO粉末、CaCO3粉末和WO3粉末并混合均勻，得到混合粉末。混合粉末的粒徑為20目。其中，ZrO2粉末、ZnO粉末、Nb2O5粉末、TiO2粉末、CuO粉末、MnO粉末、 CaCO3粉末和WO3粉末的純度均大于等于99%。
[0051]將混合粉末在850°C的條件下預燒3h，得到預燒粉末。將預燒粉末過40目的篩子，接著將過篩后的預燒粉末采用球磨法研磨5h，在100°C烘干后，過80目的篩子。之后加入聚乙烯醇造粒，得到粒徑為60目的顆粒，壓制成型得到陶瓷生坯。PVA和預燒粉末的質量比為 20%ο
[0052]在空氣中，將陶瓷生坯在1250°C燒結10h，得到微波介質陶瓷。
[0053]根據Hakk1-Coleman介質諧振法，用網絡分析儀測試微波介質陶瓷的性能,頻率溫度系數 Tf 由 Tf=(ft2-ftl)/((Vt1) Xftl)計算得到，其中 &=251:32=851:，&2 和 ftl 為這兩個溫度點的諧振頻率，測試結果如表1所示。
[0054]實施例2
[0055]按照0.91ZrTi206-0.09Zn0.95Ca0.01Mn0.04NbL98ff0.0206.0.12Zn2Si04 中鋯、鋅、鈮、鈦、錳、鈣、硅和鎢的化學計量比，提供ZrO2粉末、ZnO粉末、Nb2O5粉末、TiO2粉末、MnO粉末、CaCO3粉末、SiO2粉末和WO3粉末并混合均勻，得到混合粉末。混合粉末的粒徑為80目。其中，ZrO2粉末、ZnO粉末、Nb2O5粉末、TiO2粉末、MnO粉末、CaCO3粉末、SiO2粉末和WO3粉末的純度均大于等于99%。
[0056]將混合粉末在900°C的條件下預燒2h，得到預燒粉末。將預燒粉末過40目的篩子，接著將過篩后的預燒粉末采用球磨法研磨lh，在150°C下烘干后，過60目的篩子，之后加入聚乙烯醇造粒，得到粒徑為40目的顆粒，壓制成型得到陶瓷生坯。PVA和預燒粉末的質量比為 10% ο
[0057]在空氣中，將陶瓷生坯在1200°C燒結4h，得到微波介質陶瓷。[0058]根據Hakk1-Coleman介質諧振法,用網絡分析儀測試微波介質陶瓷的性能，頻率溫度系數 Tf 由 Tf=(ft2-ftl)/((Vt1) Xftl)計算得到，其中 &=251:32=851:，&2 和 ftl 為這兩個溫度點的諧振頻率，測試結果如表1所示。
[0059]實施例3
[0060]按照0.9IZrTi2O6-0.0gZna9Caa08Mna02Nbh99Wa01O6.0.08 (ZnCu2)Nb2O8.0.1Zn2SiO4中鋯、鋅、鈮、鈦、銅、錳、鈣、硅和鎢的化學計量比，提供ZrO2粉末、ZnO粉末、Nb2O5粉末、TiO2粉末、CuO粉末、MnO粉末、CaCO3粉末、SiO2粉末和WO3粉末并混合均勻，得到混合粉末。混合粉末的粒徑為60目。其中，ZrO2粉末、ZnO粉末、Nb2O5粉末、TiO2粉末、CuO粉末、MnO粉末、CaCO3粉末、SiO2粉末和WO3粉末的純度均大于等于99%。
[0061]將混合粉末在1000°C的條件下預燒4h，得到預燒粉末。將預燒粉末過20目的篩子，接著將過篩后的預燒粉末采用球磨法研磨10h，在250°C下烘干后，過120目的篩子，之后加入聚乙烯醇造粒，得到粒徑為100目的顆粒，壓制成型得到陶瓷生坯。PVA和第三粉末的質量比為30%。
[0062]在空氣中，將陶瓷生坯在1300°C燒結5h，得到微波介質陶瓷。
[0063]根據Hakk1-Coleman介質諧振法，用網絡分析儀測試微波介質陶瓷的性能,頻率溫度系數 Tf 由 Tf=(ft2-ftl)/((Vt1) Xftl)計算得到，其中 &=251:32=851:，&2 和 ftl 為這兩個溫度點的諧振頻率，測試結果如表1所示。
[0064]實施例4
[0065]按照0.9ZrTi206-0.1Zn0 9Ca0 04Mn0 06Nb2O6.0.2 (ZnCu2) Nb2O8.0.12Zn2Si04 中鋯、鋅、鈮、鈦、銅、錳、鈣和硅的化學計量比，提供ZrO2粉末、ZnO粉末、Nb2O5粉末、TiO2粉末、CuO粉末、MnO粉末、CaCO3粉末和SiO2粉末并混合均勻，得到混合粉末。混合粉末的粒徑為60目。其中，ZrO2粉末、ZnO粉末、Nb2O5粉末、TiO2粉末、CuO粉末、MnO粉末、CaCO3粉末和SiO2粉末的純度均大于等于99%。
[0066]將混合粉末在900°C的條件下預燒3h，得到預燒粉末。將預燒粉末過50目的篩子，接著將過篩后的預燒粉末采用球磨法研磨5h，在200°C下烘干后，過80目的篩子，之后加入酚醛清漆造粒，得到粒徑為60目的顆粒，壓制成型得到陶瓷生坯。
[0067]在空氣中，將陶瓷生坯在1250°C燒結5h，得到微波介質陶瓷。
[0068]根據Hakk1-Coleman介質諧振法，用網絡分析儀測試微波介質陶瓷的性能,頻率溫度系數 Tf 由 Tf=(ft2-ftl)/((Vt1) Xftl)計算得到，其中 &=251:32=851:，&2 和 ftl 為這兩個溫度點的諧振頻率，測試結果如表1所示。
[0069]實施例5
[0070]按照0.9ZrTi206-0.1Znci 86Caci l4Nb19Wtl lO6.0.12 (ZnCu2) Nb2O8.0.2Zn2Si04 中鋯、鋅、鈮、鈦、銅、鈣、硅和鎢的化學計量比，提供ZrO2粉末、ZnO粉末、Nb2O5粉末、TiO2粉末、CuO粉末、CaCO3粉末、SiO2粉末和WO3粉末并混合均勻，得到混合粉末。混合粉末的粒徑為60目。其中，ZrO2粉末、ZnO粉末、Nb2O5粉末、TiO2粉末、CuO粉末、CaCO3粉末、SiO2粉末和WO3粉末的純度均大于等于99%。
[0071]將混合粉末在1000°C的條件下預燒4h，得到預燒粉末。將預燒粉末過20目的篩子，接著將過篩后的預燒粉末采用球磨法研磨10h，在250°C下烘干后，過120目的篩子，之后加入石蠟造粒，得到粒徑為100目的顆 粒，壓制成型得到陶瓷生坯。[0072]在空氣中，將陶瓷生坯在1300°C燒結5h，得到微波介質陶瓷。
[0073]根據Hakk1-Coleman介質諧振法，用網絡分析儀測試微波介質陶瓷的性能,頻率溫度系數 Tf 由 Tf=(ft2-ftl)/((Vt1) Xftl)計算得到，其中 &=251:32=851:，&2 和 ftl 為這兩個溫度點的諧振頻率，測試結果如表1所示。
[0074]實施例6 [0075]按照0.9ZrTi206-0.1Zna86Caa06Mna08Nbh92Wa08O6.0.3 (ZnCu2) Nb2O8.0.6Zn2Si04 中鋯、鋅、鈮、鈦、銅、錳、鈣、硅和鎢的化學計量比，提供ZrO2粉末、ZnO粉末、Nb2O5粉末、TiO2粉末、CuO粉末、MnO粉末、CaCO3粉末、SiO2粉末和WO3粉末并混合均勻，得到混合粉末。混合粉末的粒徑為60目。其中，ZrO2粉末、ZnO粉末、Nb2O5粉末、TiO2粉末、CuO粉末、MnO粉末、CaCO3粉末、SiO2粉末和WO3粉末的純度均大于等于99%。
[0076]將混合粉末在1000°C的條件下預燒4h，得到預燒粉末。將預燒粉末過20目的篩子，接著將過篩后的預燒粉末采用球磨法研磨10h，在250°C下烘干后，過120目的篩子，之后加入聚乙烯醇造粒，得到粒徑為80目的顆粒，壓制成型得到陶瓷生坯。PVA和第三粉末的質量比為30%。
[0077]在空氣中，將陶瓷生坯在1300°C燒結5h，得到微波介質陶瓷。
[0078]根據Hakk1-Coleman介質諧振法，用網絡分析儀測試微波介質陶瓷的性能,頻率溫度系數 Tf 由 Tf=(ft2-ftl)/((Vt1) Xftl)計算得到，其中 &=251:32=851:，&2 和 ftl 為這兩個溫度點的諧振頻率，測試結果如表1所示。
[0079]實施例6制備的微波介質陶瓷的X射線衍射(XRD)圖如圖2所示。圖3為實施例6制備的微波介質陶瓷的掃描電鏡圖。
[0080]實施例7
[0081]按照0.88ZrTi206-0.1^Zna8Caai2Mna08Nbh91Wa09O6.0.5 (ZnCu2) Nb2O8.0.15Zn2Si04中鋯、鋅、鈮、鈦、銅、錳、鈣、硅和鎢的化學計量比，提供ZrO2粉末、ZnO粉末、Nb2O5粉末、TiO2粉末、CuO粉末、MnO粉末、CaCO3粉末、SiO2粉末和WO3粉末并混合均勻，得到混合粉末。混合粉末的粒徑為60目。其中，ZrO2粉末、ZnO粉末、Nb2O5粉末、TiO2粉末、CuO粉末、MnO粉末、CaCO3粉末、SiO2粉末和WO3粉末的純度均大于等于99%。
[0082]將混合粉末在1000°C的條件下預燒4h，得到預燒粉末。將預燒粉末過20目的篩子，接著將過篩后的預燒粉末采用球磨法研磨10h，在250°C下烘干后，過120目的篩子，之后加入聚乙烯醇造粒，得到粒徑為60目的顆粒，壓制成型得到陶瓷生坯。PVA和第三粉末的質量比為30%。
[0083]在空氣中，將陶瓷生坯在1300°C燒結5h，得到微波介質陶瓷。
[0084]根據Hakk1-Coleman介質諧振法，用網絡分析儀測試微波介質陶瓷的性能,頻率溫度系數 Tf 由 Tf=(ft2-ftl)/((Vt1) Xftl)計算得到，其中 &=251:32=851:，&2 和 ftl 為這兩個溫度點的諧振頻率，測試結果如表1所示。
[0085]實施例8
[0086]按照0.88ZrTi206-0.12Zn0.8Mn0.2NbL85ff0.1506.0.4(ZnCu2)Nb2O8.0.3Zn2Si04 中鋯、鋅、鈮、鈦、銅、錳、硅和鎢的化學計量比，提供ZrO2粉末、ZnO粉末、Nb2O5粉末、TiO2粉末、CuO粉末、MnO粉末、SiO2粉末和WO3粉末并混合均勻，得到混合粉末。混合粉末的粒徑為60目。其中，ZrO2粉末、ZnO粉末、Nb2O5粉末、TiO2粉末、CuO粉末、MnO粉末、SiO2粉末和WO3粉末的純度均大于等于99%。
[0087]將混合粉末在1000°C的條件下預燒4h，得到預燒粉末。將預燒粉末過20目的篩子，接著將過篩后的預燒粉末采用球磨法研磨10h，在250°C下烘干后，過120目的篩子，之后加入聚乙烯醇造粒，得到粒徑為100目的顆粒，壓制成型得到陶瓷生坯。PVA和第三粉末的質量比為30%。
[0088]在空氣中，將陶瓷生坯在1300°C燒結5h，得到微波介質陶瓷。
[0089]根據Hakk1-Coleman介質諧振法，用網絡分析儀測試微波介質陶瓷的性能,頻率溫度系數 Tf 由 Tf=(ft2-ftl)/((Vt1) Xftl)計算得到，其中 &=251:32=851:，&2 和 ftl 為這兩個溫度點的諧振頻率，測試結果如表1所示。
[0090]實施例9
[0091]按照0.88ZrTi206-0.UZnci 7Caci 2Mnci lNb18Wci 2O6.0.2 (ZnCu2) Nb2O8.0.4Zn2Si04 中鋯、鋅、鈮、鈦、銅、錳、鈣、硅和鎢的化學計量比，提供ZrO2粉末、ZnO粉末、Nb2O5粉末、TiO2粉末、CuO粉末、MnO粉末、CaCO3粉末、SiO2粉末和WO3粉末并混合均勻，得到混合粉末。混合粉末的粒徑為60目。其中，ZrO2粉末、ZnO粉末、Nb2O5粉末、TiO2粉末、CuO粉末、MnO粉末、CaCO3粉末、SiO2粉末和WO3粉末的純度均大于等于99%。
[0092]將混合粉末在1000°C的條件下預燒4h，得到預燒粉末。將預燒粉末過20目的篩子，接著將過篩后的預燒粉末采用球磨法研磨10h，在250°C下烘干后，過120目的篩子，之后加入聚乙烯醇造粒，得到粒徑為60目的顆粒，壓制成型得到陶瓷生坯。PVA和第三粉末的質量比為30%。
[0093]在空氣中，將陶瓷生坯在1300°C燒結5h，得到微波介質陶瓷。
[0094]根據Hakk1-Coleman介質諧振法，用網絡分析儀測試微波介質陶瓷的性能,頻率溫度系數 Tf 由 Tf=(ft2-ftl)/((Vt1) Xftl)計算得到，其中 &=251:32=851:，&2 和 ftl 為這兩個溫度點的諧振頻率，測試結果如表1所示。
[0095]表1
[0096]
【權利要求】
1.一種微波介質陶瓷，其特征在于，所述微波介質陶瓷具有化學通式(1-X)ZrTi2O6-XZnaCabMncNbefff06.y (ZnCu2) Nb2O8.HiZn2SiO4, (l-χ) ZrTi206-xZnaCabMncNbefff06> (ZnCu2) Nb2O8 和Zn2SiO4 的摩爾比為 l:y:m，(l_x) ZrTi2O6-XZnaCabMncNbeWfO6 中，ZrTi2O6和 ZnaCabMncNbeWfO6 的摩爾比為 l_x:x，其中，0〈x ( 0.12，a+b+c=l，0.7 ≤ a ≤ 0.95，O ≤ b ≤ 0.2，O ≤ c ≤ 0.2，e+f=2,1.8≤e≤2，0≤f≤0.2，0≤y≤0.5，0≤m≤0.6，c和f不同時為0，b、y和m不同時為O。
2.根據權利要求1所述的微波介質陶瓷，其特征在于，0.09≤X≤0.12，0.80 ≤ a ≤ 0.90，0 ≤ b ≤ 0.20，0 ≤ c ≤ 0.20，1.80 ≤ e ≤ 1.92,0.08 ^ f ^ 0.20，0.08 ≤ y ≤ 0.20，0.10 ≤ m ≤ 0.40。
3.—種如權利要求1所述的微波介質陶瓷的制備方法，其特征在于，包括如下步驟:
按照(1-X) ZrTI2O6-XZnaCabMncNbeWfO6.y (ZnCu2) Nb2O8.mZn2Si04 中錯、鋅、銀、鈦、銅、錳、鈣、硅和鎢的化學計量比，提供ZrO2粉末、ZnO粉末、Nb2O5粉末、TiO2粉末、CuO粉末、MnO粉末、CaCO3粉末、SiO2粉末和WO3粉末并混合均勻，得到混合粉末，其中，0〈x ( 0.12，a+b+c=l,0.7 ≤ a ≤ 0.95，0 ≤ b ≤ 0.2，0 ≤ c ≤ 0.2，e+f=2,1.8 ≤ e ≤ 2，O ≤ f ≤ 0.2，0<:7<0.5,0<111<0.6,(3和;1^不同時為0,13、:7和1]1不同時為0; 將所述混合粉末在850°C~1000°C預燒2h~4h，得到預燒粉末； 在所述預燒粉末中加入膠黏劑造粒，壓制成型得到陶瓷生坯； 在有氧氣氛中，將所述陶瓷生坯在1200°C~1300°C的條件下燒結4h~10h，得到所述微波介質陶瓷。
4.根據權利要求3所述的微波介質陶瓷的制備方法，其特征在于，所述混合粉末的粒徑為20目~80目。
5.根據權利要求3所述的微波介質陶瓷的制備方法，其特征在于，在所述預燒粉末中加入膠黏劑造粒前，還包括將所述預燒粉末進行研磨，然后過60目~120目的篩子的操作。
6.根據權利要求5所述的微波介質陶瓷的制備方法，其特征在于，所述研磨的操作采用球磨法，將所述預燒粉末進行研磨的步驟后，過60目~120目的篩子的步驟前，還包括將研磨得到的粉末在100°C~250°C下烘干的操作。
7.根據權利要求5所述的微波介質陶瓷的制備方法，其特征在于，將所述預燒粉末進行研磨，然后過60目~120目的篩子的操作前，還包括將所述預燒粉末過20目~60目的篩子的操作。
8.根據權利要求3所述的微波介質陶瓷的制備方法，其特征在于，所述造粒的操作為將加入了所述膠黏劑的所述預燒粉末制成粒徑為60目~100目的顆粒。
9.根據權利要求3所述的微波介質陶瓷的制備方法，其特征在于，所述膠黏劑為聚乙烯醇、石蠟或酚醛清漆。
10.根據權利要求9所述的微波介質陶瓷的制備方法，其特征在于，所述聚乙烯醇和所述預燒粉末的質量比為10%~30%。
【文檔編號】C04B35/622GK103803967SQ201410054015
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年2月17日 優先權日:2014年2月17日
【發明者】岑遠清, 方靜, 付振曉 申請人:廣東國華新材料科技股份有限公司, 廣東風華高新科技股份有限公司