專利名稱：高品質(zhì)因數(shù)的微波陶瓷介質(zhì)及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于以成分為特征的陶瓷組合物，更確切地說，是關(guān)于一種以鈦酸鹽為基料的陶瓷組合物。
背景技術(shù)：
隨著移動通訊、電纜電視、衛(wèi)星通信系統(tǒng)的迅速發(fā)展，對介質(zhì)基片、介質(zhì)天線、諧振器、濾波器等微波陶瓷器件的需求量日益增大。(Zr，Sn)TiO4材料是一種性能優(yōu)異的鈦酸鹽微波陶瓷，它的介電常數(shù)適中，品質(zhì)因數(shù)Q值高，溫度穩(wěn)定性好，主要用于4-8GHz的微波范圍。自問世以來，解決了窄帶諧振器的頻率漂移問題，后來更是廣泛用于制作各種介質(zhì)諧振器和濾波器。
(Zr，Sn)TiO4系陶瓷主要通過固相反應(yīng)方法制備，該方法工藝簡單，易于工業(yè)化生產(chǎn)，材料性能穩(wěn)定。但是純(Zr，Sn)TiO4陶瓷很難充分致密化，若無燒結(jié)助劑，燒結(jié)溫度高達(dá)1700℃。一些研究者考察了Cu、Fe、La、Ni、Cd、Zn等離子對(Zr，Sn)TiO4陶瓷顯微結(jié)構(gòu)和介電性能的影響，并嘗試采用溶膠-凝膠法、共沉淀法、水熱合成法等新工藝制備粉料。如《美國陶瓷協(xié)會》雜志(the Journal of America Ceramic Society)在1985年5月的一篇文章《低溫?zé)Y(jié)(Zr，Sn)TiO4粉末的制備與介電性能》[Preparationand Dielectric properties of Low-temperature-sinterable(Zr0.8，Sn0.2)TiO4Powder]中報道采用化學(xué)純度的ZrOCL2·8H2O、TiCl、SnO2利用共沉淀法制備(Zr0.8，Sn0.2)TiO4粉末，900℃予燒2小時后，添加3mol％的Zn(NO3)2或ZnO作助劑，在1200℃-1400℃下燒結(jié)。取得結(jié)果ετ＝40.9，Qf(GHz)＝49000，τf＝-2×10-6/K。
目前(Zr，Sn)TiO4陶瓷仍存在的主要問題是(1)粉末制備方法影響因素較多，產(chǎn)品燒結(jié)溫度高，難以控制，制備周期長，操作復(fù)雜。(2)某些添加劑的降溫效果不明顯，或影響材料的介電性能及性能穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種在降低燒結(jié)溫度的同時，工藝簡單，成本較低，具有高品質(zhì)因數(shù)且溫度穩(wěn)定性好的微波介質(zhì)陶瓷。
本發(fā)明通過下列方案予以實現(xiàn)。
本發(fā)明的高品質(zhì)因數(shù)的微波陶瓷介質(zhì)，主要包括(Zr，Sn)TiO4，其特征在于，外加添加劑包括ZnO和MoO3。
所述的外加添加劑的重量百分比含量為ZnO 0.1-6％，MoO30.1-3.0％。
所述的外加添加劑包括ZnO、MoO3和V2O5。
所述的外加添加劑的重量百分比含量為ZnO 0.1-6％，MoO30.1-3.0％，V2O50.5-1.5％。
本發(fā)明的高品質(zhì)因數(shù)的微波陶瓷介質(zhì)的制造方法，其特征在于，以(Zr1-XSnX)TiO4組成配比為主成分，其中X＝0.1-0.5，外加添加劑后，將原料經(jīng)濕磨混合，烘干制成混合粉料，于1000-1200℃煅燒，再經(jīng)球磨粉碎后加入PVA水溶液，壓制成型，于1250-1400℃燒成，制成微波陶瓷介質(zhì)。
所述的煅燒時間為2-4小時。
所述的燒成時間為2-4小時。
所述的壓制成型的成型壓力為200-300Mpa。
所述的PVA水溶液為7％PVA的水溶液，外加重量百分比含量為14-28％。
本發(fā)明的有益效果是在降低了瓷料燒結(jié)溫度的同時，簡化了工藝，降低了成本，提高了陶瓷介質(zhì)的品質(zhì)因數(shù)，并且增加了陶瓷介質(zhì)的溫度穩(wěn)定性。
具體實施例方式
本發(fā)明是對傳統(tǒng)固相反應(yīng)法進(jìn)行改進(jìn)，采用ZnO、MoO3、V2O5及其復(fù)合添加的方法，在降低燒結(jié)溫度的同時，制的高品質(zhì)因數(shù)和溫度穩(wěn)定性好的微波介質(zhì)陶瓷。
本發(fā)明選用化學(xué)純的TiO2、SnO2、ZrO2原料，以(Zr1-XSnX)TiO4組成配比為主要成分，其中X＝0.1-0.5，添加0.1-6.0wt％的ZnO、0.1-3.0的wt％的MoO3，或0.1-6.0wt％的ZnO、0.1-3.0的wt％的MoO3、0.5-1.5的wt％V2O5。
添加劑也可采用WO3、CuO、MgO，濕磨混料，烘干后制成混合粉料；粉料于1000-1200℃煅燒，2-4小時；再經(jīng)球磨粉碎后加入7％PVA水溶液14-28％，造粒，于200-300MPa壓制成型；于1250-1400℃燒成，2-4小時，制成微波陶瓷介質(zhì)。可用于制造厘米波段的介質(zhì)濾波器等具體實施例如下

合成溫度 1100℃，3小時。7％ PVA水溶液19g。成型壓力 250Mpa燒成溫度 1300℃，3小時。本發(fā)明于10Ghz下的介電性能檢測結(jié)果

本發(fā)明可廣泛用于各種介質(zhì)諧振器、濾波器等微波器件的制造，可滿足移動通信、電纜電視、衛(wèi)星通信等系統(tǒng)應(yīng)用的技術(shù)需要。
權(quán)利要求
1.一種高品質(zhì)因數(shù)的微波陶瓷介質(zhì)，主要包括Zr1-XSnXTiO4，其特征在于，外加添加劑包括ZnO和MoO3。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷介質(zhì)，其特征在于，所述的外加添加劑的重量百分比含量為ZnO 0.1-6％，MoO30.1-3.0％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷介質(zhì)，其特征在于，所述的外加添加劑包括ZnO、MoO3和V2O5。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的陶瓷介質(zhì)，其特征在于，所述的外加添加劑的重量百分比含量為ZnO 0.1-6％，MoO30.1-3.0％，V2O50.5-1.5％。
5.一種高品質(zhì)因數(shù)的微波陶瓷介質(zhì)的制造方法，其特征在于，以Zr1-XTiO4、SnXTiO4為主要成分，其中X＝0.1-0.5，外加添加劑后，將原料經(jīng)濕磨混合，烘干制成混合粉料，于1000-1200℃煅燒，再經(jīng)球磨粉碎后加入PVA水溶液，壓制成型，于1250-1400℃燒成，制成微波陶瓷介質(zhì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制造方法，其特征在于，所述的煅燒時間為2-4小時。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制造方法，其特征在于，所述的燒成時間為2-4小時。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制造方法，其特征在于，所述的壓制成型的成型壓力為200-300Mpa。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制造方法，其特征在于，所述的PVA水溶液為7％PVA的水溶液，外加重量百分比含量為14-28％。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高品質(zhì)因數(shù)的微波陶瓷介質(zhì)，主要包括(Zr，Sn)TiO
文檔編號C04B35/49GK1451631SQ03105159
公開日2003年10月29日 申請日期2003年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月6日
發(fā)明者靳正國, 石勇, 徐廷獻(xiàn) 申請人:天津大學(xué)