本發明涉及一種tm模通信用陶瓷介質諧振器制備工藝，該諧振器應用于l波段衛星通信與移動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。

背景技術：

目前，隨著我國航天科技、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，對于應用于l波段的微波介質陶瓷要求具有高的介電常數（35～45）、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。

batio3，bati4o9及znnb2o6材料是一種性能優異的鈦酸鹽、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的介電常數，高品質因數和良好穩定的諧振頻率溫度特性。在現有技術中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。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是：提供一種tm模通信用陶瓷介質諧振器制備工藝，其具有低的燒結溫度、高介電常數、高品質因數和穩定的諧振頻率溫度特性。其應用于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，可以使體積小價格便宜。

本發明所要解決的技術方案如下：一種tm模通信用陶瓷介質諧振器制備工藝，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%；

將上述組分經過配料、混合球磨、造粒、成型、裝缽、排膠和燒結的固相反應工序燒制成微波介質陶瓷,再將燒結后的陶瓷進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，排膠燒結一次完成即制得tm模通信用陶瓷介質諧振器；

⑤將燒結后的陶瓷進行外圓加工和端面拋光，刷上銀層。

本發明采用氧化物與添加劑混合固相反應法制備的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。在各添加劑的添加范圍內都可以獲得很好的微波特性。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：

1）本發明的配方組成不含有鉛、鉻、汞等重金屬成分，即本發明提供的是一種環保微波介質陶瓷。符合綠色環保的無污染要求。且符合歐共體最新出臺的無鉛標準和廢舊電器回收標注的rhos和weee的嚴格標準要求?？梢栽诟哳l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）由傳統的煅燒二步工藝優化成一步法工藝（省去煅燒工序）大大降低制造成本。該方法工藝簡單，易于工業自動化生產，且材料性能穩定；

3）由傳統的燒結工藝1300-1500℃，降到1280℃以下，燒結溫度的進一步降低，更具有節能的更大優勢；

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

5）本發明可作為l波段用環保微波用通信諧振器、濾波器和振蕩器等電子元器件的關鍵核心材料使用，而廣泛應用于移動通信、衛星通信、全球衛星定位系統（gps）、藍牙技術以及無線局域網（wla）等現代通信行業，具有重要工業應用價值。

附圖說明

圖1為溫度與諧振頻率關系特性趨勢圖。

圖2為諧振頻率與品質因數圖。

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具體實施方式

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，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給出各實施例的數據，表2給出各實施例的性能。

表1：

表2：tm模各規格諧振器的主要性能

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

圖1中的溫度與諧振頻率偏移關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的介質頻率偏在0.5mhz以內（tf＜3ppm/℃）,頻率穩定特性很好。上面的tf表示諧振頻率溫度系數：△f表示諧振頻偏；t表示溫度。

圖2中的品質因數q值與燒結溫度的關系曲線圖,說明最佳的燒結溫度在1280℃左右，且又有較寬的燒結溫度范圍。且該介質陶瓷適合低溫燒結，燒結溫度不宜太高。

技術特征：

技術總結
本發明涉及一種TM模通信用陶瓷介質諧振器制備工藝。應用于衛星通信與移動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；將上述組分經過配料、混合球磨、造粒、成型、裝缽、排膠和燒結的固相反應工序燒制成微波介質陶瓷。本發明具有低的燒結溫度、節能環保、高介電常數、高品質因數和穩定的諧振頻率溫度特性。

技術研發人員：吳娟英;肖練平;陳功田;何艷紅
受保護的技術使用者：郴州功田電子陶瓷技術有限公司
技術研發日：2017.01.04
技術公布日：2017.08.18