L波段用環保型微波介質陶瓷的製作方法
2023-10-18 04:27:49
專利名稱：L波段用環保型微波介質陶瓷的製作方法
技術領域：
本發明涉及應用於L波段衛星通信系統中介質諧振器、濾波器以及振蕩器和GPS 全球定位系統等微波元器件中的L波段用環保型微波介質陶瓷。
背景技術：
目前，隨著中國航天科技、衛星通訊的快速發展，屆時將形成多波段的固定廣播通信衛星、專用廣播衛星、直播衛星、移動廣播衛星、移動通信衛星和專用GPS全球定位，安全導航衛星。以及以IP業務為主的數據業務對傳輸帶寬需求的進一步增長，更長波長的L 波段的開發和應用越來越成為人們關注的重點。同時也帶動了對相應的微波諧振器、濾波器、振蕩器、微波電容器等相關微波元器件的需求。衛星通訊廣播通常應用的頻率為S、L、 C、Ku波段，對於應用於L波段的微波介質陶瓷要求具有高的介電常數(65 85)、高品質因數穩定的諧振頻率溫度特性和體積小，價格便宜等。BaNd2Ti4O12-Sm2O3材料是一種性能優異的鈦酸鹽微波陶瓷，通過摻雜及其它手段可以獲得具有合適的且可調的介電常數，高品質因數和良好的的諧振頻率溫度特性。在現有技術中BaNd2Ti4O12-Sm2O3 —般採用氧化物與添加劑混合固相反應發製備，經過配方稱量、 球磨、煅燒、粉碎、造粒、成型、裝缽、排膠和燒結以及金屬化處理等工序，最後進行陶瓷性能的檢測。該方法工藝簡單，易於工業化生產，且材料性能穩定。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種L波段用環保微介質波陶瓷，其具有低的燒成溫度節能、高介電常數、高品質因數穩定的諧振頻率溫度特性。其應用於L波段介質諧振器、濾波器、振蕩器、GPS全球定位，安全導航系統中，可以使體積小价格便宜。本發明所要解決的技術方案如下一種L波段用環保型微波介質陶瓷，製造原料中含有鈦酸鋇(BaTiO3),三氧化二釹(Nd2O3), 二氧化鈦(TiO2),三氧化二釤(Sm2O3), 氧化鋅(ZnO), 二氧化錫(SnO2),三氧化二鑭(La2O3),三氧化二鈷(CO2O3)和五氧化二鑰； (V2O5)以及微量添加物，其特徵是所述微量添加物是碳酸鋰(LiCO3)組分，各組分的含量的重量百分比為
鈦酸鋇23% 35% ；三氧化二釹20% --32% ；二氧化鈦 22% 30% ；三氧化二釤16% 22% ；氧化鋅 1% 3% ；二氧化錫 0. 5% - 2. 2%三氧化二鑭0. 4% I. 3 %; 三氧化二鈷0 , 1% ；五氧化二釩0% 2 % ；微量添加物0.2% 3 %
將上述組分經過稱量、混合球磨、煅燒、粉碎、造粒、成型、裝缽、排膠和燒結的固相反應工序燒製成微波介質陶瓷；
其製造方法是
①先將粉末狀的鈦酸鋇、三氧化二釹、二氧化鈦、三氧化二釤、氧化鋅、二氧化錫、三氧化二鑭按組分要求稱重，放入球磨機的料筒中球磨攪拌6-8小時；
②將磨好的粉料壓濾後放入高溫爐中，升爐溫至800-1200°C乾燥煅燒一次完成，時間為2-5小時；
③將煅燒料粉碎，加入五氧化二釩、三氧化二鈷混料，再加粉體重量的1%PVA水溶液造
粒;
④幹壓成型，壓製成型的成型壓力200-300MPa，並且裝缽；
⑤在1100-1300°C下保溫3 6小時，排膠燒結一次完成即製得所說的L波段用微波介
質陶瓷。本發明採用氧化物與添加劑混合固相反應法製備的BaNd2Ti4O12-Sm2O3的微晶粉體，並添加微量添加物製得的晶粒細小均勻、氣孔率低和性能優良的微波介質陶瓷。在各添加劑的添加範圍內都可以獲得和好的微波特性。且國內原料成本低，可進一步加強和國外微波陶瓷的競爭力，加速國產微波陶瓷的大量應用。與現有技術相比，本發明具有以下特點
I)本發明的配方組成不含有鉛、鎳等重金屬成分，即本發明提供的是一種環保微波介質頻陶瓷。符合綠色環保的無汙染要求。且符合歐共體最新出臺的無鉛標準和廢舊電器回收標註的RHOS和WEEE的嚴格標準要求。可以在高頻領域產品中應用；能夠將產品進行出口到世界的任何國家。2)由傳統的燒結工藝1300-1500°C，降到1270°C以下，燒結溫度的進一步降低，更具有節能的更大優勢。3)性能上有較大提升傳統技術配方在L波段的介電常數65-80，Q值只有 1000-1500，諧振頻率溫度係數大於土 20PPm以上，本發明的配方在L波段的介電常數 60-110，Q值高達3500以上，諧振頻率溫度係數小於± IOPPm以內。4)本發明可作為L波段用環保微波用諧振器、濾波器和振蕩器等電子元器件的關鍵核心材料使用，而廣泛應用於移動通信、衛星通信、全球衛星定位系統(GPS)、藍牙技術以及無線區域網(WLA)等現代通信行業，具有重要工業應用價值。
圖I為溫度與諧振頻率關係特性趨勢圖。圖2為諧振頻率與品質因數圖。圖3為品質因數Q值與燒結溫度的關係圖。
具體實施例方式下面結合附圖用具體實施方式
詳細描述本發明
L波段用環保型微波介質陶瓷，製造原料中含有成分鈦酸鋇(BaTiO3),三氧化二釹 (Nd2O3), 二氧化鈦(TiO2),三氧化二衫(Sm2O3),氧化鋅(ZnO), 二氧化錫(SnO2),三氧化二鑭(La2O3),三氧化二鈷(CO2O3)和五氧化二釩(V2O5)以及微量添加物；組分，其特徵是 所述微量添加物中還含有碳酸鋰(LiCO3)組分。根據該主成分和微量添加物的配比以及製造方法，表I給出各實施例的數據，表2給出各實施例的性能。表I:
權利要求
1. 一種L波段用環保型微波介質陶瓷，製造原料中含有鈦酸鋇(BaTiO3),三氧化二釹 (Nd2O3), 二氧化鈦(TiO2),三氧化二衫(Sm2O3),氧化鋅(ZnO), 二氧化錫(SnO2),三氧化二鑭(La2O3),三氧化二鈷(CO2O3)和五氧化二釩(V2O5)以及微量添加物，其特徵是所述微量添加物是碳酸鋰(LiCO3)組分，各組分的含量的重量百分比為三氧化二釹20% 32% ；三氧化二釤16% 22% ；二氧化錫 O. 5% 2. 2% ；三氧化二鈷O 1% ；微量添加物O. 2% 3 % ；將上述組分經過稱量、混合球磨、煅燒、粉碎、造粒、成型、裝缽、排膠和燒結的固相反應工序燒製成微波介質陶瓷。鈦酸鋇23% 35% ；二氧化鈦 22% 30% ； 氧化鋅 1% 3% ；三氧化二鑭O. 4% I. 3 %五氧化二釩0% 2 % ；
全文摘要
本發明涉及一種L波段用環保型微波介質陶瓷。應用於L波段衛星通信系統中介質諧振器、濾波器以及振蕩器和GPS全球定位系統等微波元器件中。該微波介質陶瓷的製造原料含有鈦酸鋇(BaTiO3)，三氧化二釹(Nd2O3)，二氧化鈦(TiO2)，三氧化二釤(Sm2O3)，氧化鋅(ZnO)，二氧化錫(SnO2)，三氧化二鑭(La2O3)，三氧化二鈷(CO2O3)和五氧化二釩(V2O5)以及微量添加物組分；將上述組分經過稱量、混合球磨、煅燒、粉碎、造粒、成型、裝缽、排膠和燒結的固相反應工序燒製成微波介質陶瓷。本發明具有低的燒成溫度節能、高介電常數、高品質因數穩定的諧振頻率溫度特性。
文檔編號C04B35/622GK102584218SQ20121003257
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月14日 優先權日2012年2月14日
發明者吳娟英, 羅公軍, 肖練平, 陳功田 申請人:郴州功田電子陶瓷技術有限公司