六方钙钛矿结构微波介质陶瓷材料及其制备方法   0    0

本发明公开了一种六方钙钛矿结构微波介质陶瓷材料及其制备方法。该陶瓷材料主体为ASr3LaM4O15(A＝Na，K；M＝Nb，Ta)，加以重量百分比为0.5％～1.5％的BaCu(B2O5)。该材料通过传统的高温固相合成法制备，在二次球磨过程中添加少量分散剂，随后在热环境下超声振动，使样品粉体颗粒不易团聚。由此制备的材料在1230℃～1260℃下烧结良好，介电常数为30.4～31.9，其品质因数Qf值高达43700‑59100GHz，谐振频率温度系数小。同时本发明首次公开了B位缺位型六方钙钛矿结构的ASr3LaM4O15(A＝Na，K；M＝Nb，Ta)陶瓷具有良好的微波介电性能。

1.一种六方钙钛矿结构微波介质陶瓷材料，其特征在于所述陶瓷材料包括主体和占主体重量百分比为0.5％～1.5％的BaCu(B2O5)，所述主体为ASr3LaM4O15，其中：A＝Na，K；M＝Nb，Ta；该陶瓷材料的微波介电性能为：介电常数为30.4～31.9，品质因数Qf为43700～
59100GHz，谐振频率温度系数为-33.9ppm/℃～12.6ppm/℃；
该六方钙钛矿结构微波介质陶瓷材料的制备方法，具有如下步骤：
(1)主体的制备：以Na2CO3、K2CO3、SrCO3、La2O3、Nb2O5及Ta2O5为原料，先将La2O3在880℃预烧8小时；然后将这些原料按照ASr3LaM4O15，其中：A＝Na，K；M＝Nb，Ta；化学计量比称量并混合；然后将称量好的原料进行湿式球磨，球磨2小时；球磨后烘干得到原料混合物粉体，将粉体压制成块状体，在1200℃下保温4小时，得到主体的样品烧块；
(2)将步骤(1)中主体的样品烧块研磨碎，再将占主体重量百分比为0.5％～1.5％的BaCu(B2O5)与主体样品混合作为样品并放入球磨罐内，球磨罐内预先装有氧化锆球和去离子水；将球磨罐放进球磨机，设置球磨机的公转转速为每分钟280rpm，湿式球磨2小时后停止；往球磨罐内加入少量分散剂，然后以球磨罐自转方式，转速为每分钟300rpm进行球磨1小时，球磨后烘干得样品粉体；
(3)将烘干的样品粉体放入装有适量一定配比的去离子水和乙醇混合液的球磨罐内，再将该球磨罐放至超声清洗机中，超声清洗机中装有水，球磨罐固定于水中，水的高度为球磨罐高度一半；设定超声清洗机的加热保温程序，加热清洗机内的水至40℃并在此温度保温；然后合上球磨罐盖子，开启超声振动，样品粉体在密封环境下被超声振动，超声频率为
50kHz，超声振动30分钟；然后除去球磨罐盖子，加热超声清洗机中水的温度至95℃并保温该温度，超声振动30分钟，超声频率为30kHz；
(4)超声振动结束后烘干，得到样品粉体，然后造粒、过筛，将过筛后的颗粒压制成型，然后在1230℃～1260℃下烧结4小时成瓷，得到六方钙钛矿结构微波介质陶瓷材料。

2.根据权利要求1所述的六方钙钛矿结构微波介质陶瓷材料，其特征在于所述的陶瓷材料中，主体ASr3LaM4O15，其中：A＝Na，K；M＝Nb，Ta；该结构为六方钙钛矿结构，且其品质因数为40000～62100GHz，介电常数为32.1～33.5。

3.根据权利要求1所述的六方钙钛矿结构微波介质陶瓷材料，其特征在于该六方钙钛矿结构微波介质陶瓷材料的制备方法中，所述的分散剂为聚丙烯酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠及聚乙二醇的混合物液体，且该分散剂的添加量为样品质量的0.1％；聚丙烯酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠及聚乙二醇的质量比为3:1:1:1。

4.根据权利要求1所述的六方钙钛矿结构微波介质陶瓷材料，其特征在于该六方钙钛矿结构微波介质陶瓷材料的制备方法中，步骤(3)中的去离子水和乙醇混合液由以下配比组成：去离子水重量：乙醇重量＝1：9。