本發(fā)明涉及一種tm模通信用陶瓷介質(zhì)諧振器制備工藝，該諧振器應(yīng)用于l波段衛(wèi)星通信與移動通信系統(tǒng)中介質(zhì)諧振器、濾波器以及振蕩器和gps全球定位系統(tǒng)等微波元器件中。

背景技術(shù)：

目前，隨著我國航天科技、衛(wèi)星通訊的快速發(fā)展，屆時將形成多波段的固定廣播通信衛(wèi)星、專用廣播衛(wèi)星、直播衛(wèi)星、移動廣播衛(wèi)星、移動通信衛(wèi)星和專用gps全球定位，安全導(dǎo)航衛(wèi)星。以及以ip業(yè)務(wù)為主的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對傳輸帶寬需求的進(jìn)一步增長，更長波長的l波段的開發(fā)和應(yīng)用越來越成為人們關(guān)注的重點。同時也帶動了對相應(yīng)的微波諧振器、濾波器、振蕩器、微波電容器等相關(guān)微波元器件的需求。衛(wèi)星通訊廣播通常應(yīng)用的頻率為s、l、c、ku波段，對于應(yīng)用于l波段的微波介質(zhì)陶瓷要求具有高的介電常數(shù)（35～45）、高品質(zhì)因數(shù)穩(wěn)定的諧振頻率溫度特性和體積小，價格便宜等。

batio3，bati4o9及znnb2o6材料是一種性能優(yōu)異的鈦酸鹽、鈮酸鹽微波陶瓷，通過摻雜及其它手段可以獲得具有合適的且可調(diào)的介電常數(shù)，高品質(zhì)因數(shù)和良好穩(wěn)定的諧振頻率溫度特性。在現(xiàn)有技術(shù)中batio3，bati4o9及znnb2o6一般采用煅燒二步工藝制備，煅燒工序所需溫度高，能耗大，制造成本高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種tm模通信用陶瓷介質(zhì)諧振器制備工藝，其具有低的燒結(jié)溫度、高介電常數(shù)、高品質(zhì)因數(shù)和穩(wěn)定的諧振頻率溫度特性。其應(yīng)用于l波段介質(zhì)諧振器、濾波器、振蕩器、gps全球定位，安全導(dǎo)航系統(tǒng)中，可以使體積小價格便宜。

本發(fā)明所要解決的技術(shù)方案如下：一種tm模通信用陶瓷介質(zhì)諧振器制備工藝，制造原料中含有：氧化鋇（bao），二氧化鈦（tio2），氧化鋅（zno）和五氧化二鈮（nb2o5）以及微量摻雜添加物組分；其特征是:所述微量摻雜添加物是氧化錳(mno)、氧化銅(cuo)組分，各組分的含量的重量百分比為：

氧化鋇40%～50%；二氧化鈦40%～46%；

氧化鋅4%～10%；五氧化二鈮5%～10%；

微量添加物氧化錳0.3%～0.45%；氧化銅0.0%～0.3%；

將上述組分經(jīng)過配料、混合球磨、造粒、成型、裝缽、排膠和燒結(jié)的固相反應(yīng)工序燒制成微波介質(zhì)陶瓷,再將燒結(jié)后的陶瓷進(jìn)行外圓加工和端面拋光，刷上銀層；

其制造方法是：

①先將粉末狀的二氧化鋇、二氧化鈦、氧化鋅、五氧化二鈮以及微量摻雜添加物按組分要求配料，放入球磨機(jī)的料筒中攪拌球磨10-12小時；

②將攪拌球磨的料漿干燥造粒：加入粉體重量的20%pva水溶液攪拌均勻后進(jìn)行噴霧造粒；

③干壓成型，壓制成型的成型壓力700-1600mpa，并且裝缽；

④在1240-1280℃下保溫2～4小時，排膠燒結(jié)一次完成即制得tm模通信用陶瓷介質(zhì)諧振器；

⑤將燒結(jié)后的陶瓷進(jìn)行外圓加工和端面拋光，刷上銀層。

本發(fā)明采用氧化物與添加劑混合固相反應(yīng)法制備的batio3，bati4o9及znnb2o6的微晶體，并添加微量摻雜添加物制得的晶粒細(xì)小均勻、氣孔率低和性能優(yōu)良的微波介質(zhì)陶瓷。在各添加劑的添加范圍內(nèi)都可以獲得很好的微波特性。且國內(nèi)原料成本低，可進(jìn)一步加強(qiáng)和國外微波陶瓷的競爭力，加速國產(chǎn)微波陶瓷的大量應(yīng)用。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下特點：

1）本發(fā)明的配方組成不含有鉛、鉻、汞等重金屬成分，即本發(fā)明提供的是一種環(huán)保微波介質(zhì)陶瓷。符合綠色環(huán)保的無污染要求。且符合歐共體最新出臺的無鉛標(biāo)準(zhǔn)和廢舊電器回收標(biāo)注的rhos和weee的嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)要求?？梢栽诟哳l領(lǐng)域產(chǎn)品中應(yīng)用；能夠?qū)a(chǎn)品進(jìn)行出口到世界的任何國家；

2）由傳統(tǒng)的煅燒二步工藝優(yōu)化成一步法工藝（省去煅燒工序）大大降低制造成本。該方法工藝簡單，易于工業(yè)自動化生產(chǎn)，且材料性能穩(wěn)定；

3）由傳統(tǒng)的燒結(jié)工藝1300-1500℃，降到1280℃以下，燒結(jié)溫度的進(jìn)一步降低，更具有節(jié)能的更大優(yōu)勢；

4）性能上有較大提升：傳統(tǒng)技術(shù)配方在l波段的介電常數(shù)45-65，q值只有3000-4000，諧振頻率溫度系數(shù)大于±10ppm以上，本發(fā)明的材料配方在l波段的介電常數(shù)35-45，q值高達(dá)5000以上，諧振頻率溫度系數(shù)小于±2ppm以內(nèi)；

5）本發(fā)明可作為l波段用環(huán)保微波用通信諧振器、濾波器和振蕩器等電子元器件的關(guān)鍵核心材料使用，而廣泛應(yīng)用于移動通信、衛(wèi)星通信、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（gps）、藍(lán)牙技術(shù)以及無線局域網(wǎng)（wla）等現(xiàn)代通信行業(yè)，具有重要工業(yè)應(yīng)用價值。

附圖說明

圖1為溫度與諧振頻率關(guān)系特性趨勢圖。

圖2為諧振頻率與品質(zhì)因數(shù)圖。

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具體實施方式

下面結(jié)合附圖用具體實施方式詳細(xì)描述本發(fā)明：

l波段用環(huán)保型微波介質(zhì)陶瓷，制造原料中含有成分：氧化鋇（bao）二氧化鈦（tio2），氧化鋅（zno）和五氧化二鈮（nb2o5）以及微量摻雜添加物組分；其特征是:所述微量添加物中還含有氧化錳(mno)、氧化銅(cuo)微量添加物的配比以及制造方法，表1給出各實施例的數(shù)據(jù)，表2給出各實施例的性能。

表1：

表2：tm模各規(guī)格諧振器的主要性能

圖1～2總結(jié)出配方和性能的變化趨勢，可以方便調(diào)整配方，獲得所需要性能的微波介質(zhì)陶瓷。

圖1中的溫度與諧振頻率偏移關(guān)系特性趨勢圖表示諧振頻率在-40℃～+90℃間變化，諧振頻率為1.850ghz的介質(zhì)頻率偏在0.5mhz以內(nèi)（tf＜3ppm/℃）,頻率穩(wěn)定特性很好。上面的tf表示諧振頻率溫度系數(shù)：△f表示諧振頻偏；t表示溫度。

圖2中的品質(zhì)因數(shù)q值與燒結(jié)溫度的關(guān)系曲線圖,說明最佳的燒結(jié)溫度在1280℃左右，且又有較寬的燒結(jié)溫度范圍。且該介質(zhì)陶瓷適合低溫?zé)Y(jié)，燒結(jié)溫度不宜太高。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種TM模通信用陶瓷介質(zhì)諧振器制備工藝。應(yīng)用于衛(wèi)星通信與移動通信系統(tǒng)中介質(zhì)諧振器、濾波器以及振蕩器和GPS全球定位系統(tǒng)等微波元器件中。該微波介質(zhì)陶瓷的制造原料含有：氧化鋇（BaO），二氧化鈦（TiO2），氧化鋅（ZnO）和五氧化二鈮（Nb2O5）以及微量摻雜添加物氧化銅（CuO）、氧化錳(MnO)等組分；將上述組分經(jīng)過配料、混合球磨、造粒、成型、裝缽、排膠和燒結(jié)的固相反應(yīng)工序燒制成微波介質(zhì)陶瓷。本發(fā)明具有低的燒結(jié)溫度、節(jié)能環(huán)保、高介電常數(shù)、高品質(zhì)因數(shù)和穩(wěn)定的諧振頻率溫度特性。

技術(shù)研發(fā)人員：吳娟英;肖練平;陳功田;何艷紅
受保護(hù)的技術(shù)使用者：郴州功田電子陶瓷技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.01.04
技術(shù)公布日：2017.08.18