专利名称：微波介质陶瓷的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及功能陶瓷领域，特别涉及微波介质陶瓷。
背景技术：
微波介质陶瓷(MWDC)是一种在微波频段电路中作为介质材料的新型功能电子陶瓷，其具有介电常数高、损耗低、频率温度系数小等特点。微波介质陶瓷可以制成介质谐振器、双工器、介质滤波器、介电导波回路等微波元器件，应用于移动通讯、卫星通讯、军用雷达和卫星定位导航系统等领域，以满足天馈系统中滤波单元小型化及低损耗等高性能指标的需要。
具有钙钛矿结构的CaTiO3-NdAlO3系陶瓷材料具有优异的微波介电性能:ε r ^ 45, QXf ^ 44000GHz, τ f ^ 0ppm/°C。但是由于稀土氧化物Nd2O3价格较贵，一定程度上限制了该材料的商业化应 用。相对而言，同系稀土氧化物Sm203、La203的价格比较低廉，可取代Nd2O3并且具有良好的微波介电性能。本专利通过对其配方的改进与制备工艺的优化，旨在获得一种可替代CaTiO3-NdAlO3、有实用价值的新型微波介质陶瓷，以满足通信基站等系统的技术需求。发明内容
本发明解决的技术问题在于提供一种微波介质陶瓷，原材料价格低廉，生产工艺过程简单，微波介电性能好。
本发明公开了一种微波介质陶瓷，其化学组成的表达式为式(I):
aCaC03-bTi02-cLa203_dSm203-eAl203 (I);
其中，34mol%^ a ^ 42mol%, 36mol% ^ b ^ 44mol%, Omo I % ^ c ^ 16mol%,Omo I % ^ d ^ 16mol%, 6mol% ^ e ^ 14mol% ;且 a+c+d=50mol%, b+e=50mol%。
优选的，所述a满足以下条件:38mol% ^ a ^ 42mol%。
优选的，所述b满足以下条件:40mol% ^ b ^ 44mol%。
优选的，所述c满足以下条件:0.01mol% ^ c ^ 12mol%。
优选的,所述d满足以下条件:0.01mol% < d < 12mol%。
优选的，所述e满足以下条件:6.1mo 1% ( e ( llmol%。
与现有技术相比，本发明的微波介质陶瓷，由CaC03、TiO2, La203、Sm2O3和Al2O3烧结而成，其化学组成的表达式为aCaC03-bTi02-cLa203-dSm203_eAl203。所述微波介质陶瓷含有的La2O3和Sm2O3为稀土元素氧化物，具有良好的微波介电性能，所述两种稀土元素氧化物与CaC03、TiO2和Al2O3经过烧结，共同作用得到的微波介质陶瓷具有良好的微波介电性能。而且，由于La2O3和Sm2O3相对于Nd2O3价格更便宜，因此本发明的微波介质陶瓷价格低廉。实验结果表明，本发明的微波介质陶瓷为37 47，QXf为33000 46000GHz，xf为-21 +8ppm/°C。可广泛应用于性能优异的介质谐振器、滤波器及双工器等微波器件的制备，满足通信基站等系统的技术需求。
具体实施例方式为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。本发明实施例公开了一种微波介质陶瓷，其化学组成的表达式为式(I):aCaC03-bTi02-cLa203_dSm203-eAl203 (I);其中，34mol%≤ a ≤ 42mol%, 36mol% ≤ b ≤ 44mol%, Omo I % ≤ c≤16mol%,OmoI% ≤ d ≤16mol%,6mol% ≤ e ≤ 14mol%, a+c+d=50mol%, b+e=50mol%。本发明的微波介质陶瓷是以CaC03、TiO2, La203、Sm2O3和Al2O3为原料经过制备粉体、粉体造粒、成型及烧结得到的组合物。在烧结过程中CaC03、TiO2、La203、Sm2O3和Al2O3相互作用，形成特定的钙钛矿结构。本发明的微波介质陶瓷具有钙钛矿结构，其中包括CaCO3、TiO2、La2O3、Sm2O3和Al2O3O所述化学组成的表达式为aCaC03-bTi02-cLa203-dSm203-e Al2O3,其中，34mol% ≤ a ≤42mol%,优选为 38mol% ≤ a ≤42mol% ；36mol% ≤b≤44mol%,优选为 40mol% ≤ b ≤ 44mol% ；0mol% ≤ c ≤ 16mol%,优选为 0.01mol% ≤ c ≤12mol% ；Omo I % ≤ d ≤ 16mol%,优选为 0.01mol%≤ d ≤ 12mol% ；6mol% ≤ e ≤ 14mol%,优选为
6.lmol% ≤ e ≤ llmol% ;且 a+c+d=50mol%, b+e=50mol%。本发明公开了一种微波介质陶瓷的制备方法，包括以下步骤:(A)将CaC03、TiO2, La203、Sm2O3和Al2O3进行球磨，烘干后煅烧得到陶瓷体；(B)将所述陶瓷体粉碎后球磨，得到粉体；(C)将所述粉体造粒，干压成型，得到压片；(D)将所述压片在1350 1500°C烧结，得到微波介质陶瓷，其化学组成的表达式为式(I);aCaC03-bTi02-cLa203_dSm203-eAl203 (I);34mol% ≤ a ≤ 42mol%, 36mol%≤ b ≤ 44mol%, Omo I % ≤c ≤16mol%,Omo I % ≤d ≤16mol%, 6mol% ≤ e ≤ 14mol% ；a+c+d=50mol%, b+e=50mol%。本发明中，首先将CaC03、TiO2, La2O3, Sm2O3和Al2O3进行球磨，烘干后煅烧得到陶瓷体。本发明对球磨没有特殊限制，优选为在介质中利用磨球进行球磨，所述介质优选为乙醇，所述磨球可以为氧化锆磨球也可以为玛瑙球。在球磨过程中原料、磨球和介质的质量比优选为1:2:1.5。所述球磨的时间优选为20 30小时,更优选为24 26小时。球磨后的浆料经过烘干再进行煅烧，即可得到陶瓷体。所述烘干的温度优选为100 120°C。所述煅烧的温度优选为1100 1300°C，煅烧时间优选为I 5小时，更优选为2 4小时。所述陶瓷体物相组成简单。得到陶瓷体后，将其粉碎后球磨，得到粉体。本发明对粉碎的方法没有特殊限制，按照本领域技术人员熟知的方法即可，如研钵研碎。粉碎后，优选过筛后再球磨，所述过筛时优选选用40目的筛网。本发明对球磨的方法没有特殊限制，优选为在介质中利用磨球进行球磨，所述介质优选为乙醇，所述磨球可以为氧化锆磨球也可以为玛瑙球。在球磨过程中陶瓷体、磨球和介质的质量比优选为1:2:1.5。所述球磨的时间优选为20 30小时,更优选为24 26小时。球磨后优选将浆料经过烘干即可得到粉体。
得到粉体后，将其造粒，干压成型，得到压片。所述造粒优选为将粉体与粘结剂混合成浆料进行造粒。所述粘结剂优选为质量浓度为5 8wt%的聚乙烯醇溶液，所述粘结剂的用量优选为10 15wt%。本发明对造粒的方法没有特殊限制。所述干压成型的压力优选为100 150MPa。所述压片的形状没有特别限制，优选为原片，更优选为炉12 x 6mm的圆片。得到压片后，优选去除成型的压片中的粘结剂，去除粘结剂的方法优选为将压片在550 650°C下保温I 3小时。
得到压片后，将其在1350 1500°C烧结，得到微波介质陶瓷。所述烧结温度优选为1400 1450°C，所述烧结时间优选为I 3小时。
采用网络分析仪(Agilent5071C)及相关配套夹具测试得到的微波介质陶瓷的微波介电性能，测试频率为4.7GHz，结果表明，本发明制备的微波介质陶瓷具有以下性能:ε r为37 47，QXf为33000 46000GHz，τ f为-21 +8ppm/°C。该陶瓷可以制成介质谐振器、介质滤波器、双工器、微波介质天线、介质稳频振荡器、介质波导传输线等微波器件，这些器件广泛应用于移动通信、天馈系统、雷达、卫星定位导等众多领域。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的微波介质陶瓷及其制备方法进行说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
实施例1
取0.41mol 的 CaC03、0.41mol TiO2,0.09mol Sm203、0.09mol 的 Al2O3,计算所需各分析纯原料的质量；将准确称量的各原料装入球磨罐内；加入酒精和ZrO2磨球，原料、ZrO2磨球和酒精的质量比为1:2:1.5 ;球磨24小时，混合均匀后出料，将其在100 120°C下烘干；然后在1200°C下煅烧2小时，合成陶瓷体，将合成好的上述陶瓷体用研钵研碎后过40目筛，然后再次倒入球磨罐中进行二次球磨24小时；料:球:酒精的比例不变；出料，浆料烘干后过40目筛，得到粉体。
在得到的粉体中加入10wt%的聚乙烯醇溶液进行造粒并过40目筛，所述聚乙烯醇溶液的浓度为6wt% ;将造粒好的粉料放入模具在150MPa压力下干压成型为Φ 12 X 6mm的圆片；然后将成型好的圆片在600°C下保温2小时以除去粘结剂；最后以相同升温速率在1400°C下烧结2小时，得到微波介质陶瓷材料。
采用网络分析仪(Agilent5071C)及相关配套夹具测试其微波介电性能，测试频率为4.7GHz，测试出该陶瓷材料的微波介电性能参加表1，表I为各实施例得到的微波介质陶瓷的微波介电性能参数。
实施例2 28
参照实施例1所述的方法，按照不同的原料配比，制备得到微波介质陶瓷，原料配比及微波介电性能参数参见表I。
表I各实施例得到的微波介质陶瓷的微波介电性能参数
权利要求
1.一种微波介质陶瓷，其化学组成的表达式为式(I):aCaC03-bTi02-cLa203-dSm203-eAl203 (I); 其中，34mol% ≤ a ≤ 42mol%，36mol% ≤b ≤ 44mol%, Omo I % ≤ c ≤ 16mol%，Omo I % ≤ d ≤ 16mol%，6mol% ≤e ≤ 14mol%，a+c+d=50mol%，b+e=50mol%。
2.根据权利要求1所述的微波介质陶瓷，其特征在于，所述a满足以下条件:38mol% ≤ a≤ 42mol%。
3.根据权利要求2所述的微波介质陶瓷，其特征在于，所述b满足以下条件:40mol%≤ b ≤44mol%0
4.根据权利要求3所述的微波介质陶瓷，其特征在于，所述c满足以下条件:0.01mol% ≤ c ≤12mol%0
5.根据权利要求4所述的微波介质陶瓷，其特征在于，所述d满足以下条件:0.01mol%≤d ≤12mol%0
6.根据权利要求5所述的微波介质陶瓷，其特征在于，所述e满足以下条件:6.1mo1% ≤ e ≤ llmol%0
全文摘要
本发明提供一种微波介质陶瓷，其化学组成表达式为aCaCO3-bTiO2-cLa2O3-dSm2O3-eAl2O3；其中，34mol%≤a≤42mol%，36mol%≤b≤44mol%，0mol%≤c≤16mol%，0mol%≤d≤16mol%，6mol%≤e≤14mol%，a+c+d=50mol%，b+e=50mol%。本发明的微波介质陶瓷价格低廉，微波介电性能好，可广泛应用于性能优异的介质谐振器、滤波器及双工器等微波器件的制备，满足通信基站等系统的技术需求。
文档编号C04B35/465GK103145412SQ20131008922
公开日2013年6月12日 申请日期2013年3月19日 优先权日2013年3月19日
发明者袁亮亮, 任海东, 成国权 申请人:罗森伯格(上海)通信技术有限公司