本發(fā)明涉及TE模通信用陶瓷介質(zhì)諧振器的制備工藝；該諧振器應用于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一步增長，更長波長的L波段的開發(fā)和應用越來越成為人們關(guān)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(guān)微波元器件的需求。衛(wèi)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(zhì)陶瓷要求具有高的介電常數(shù)（65～85）、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。

ZrTiO₄，ZrTiO₆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ZrTiO₄，ZrTiO₆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TE模通信用陶瓷介質(zhì)諧振器的制備工藝，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TE模通信用陶瓷介質(zhì)諧振器的制備工藝，制造原料中含有：二氧化鈦（TiO₂），二氧化鋯（ZrO₂），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組分是氧化錳（MnO）與氧化銅（CuO）組分，各組分的含量的重量百分比為：

二氧化鈦 30%～40%；二氧化鋯 14%～22%；

氧化鋅 4%～10%；五氧化二鈮 38%～45%；

氧化錳 0.2%～0.45 %；

氧化銅 0.05%～0.3 %；

將上述組分經(jīng)過配料、混合球磨、粉碎、造粒、成型、裝缽、排膠和燒結(jié)的固相反應工序燒制成微波介質(zhì)陶瓷；

其制造工藝是：

①先將粉末狀的二氧化鈦、二氧化鋯、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6-8小時；

②將攪拌球磨的料漿干燥造粒：加入粉體重量的10%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1230-1270℃下保溫3～6小時，排膠，燒結(jié)一次完成即制得TE模通信用陶瓷介質(zhì)諧振器；

⑤最后進行陶瓷性能的檢測。

本發(fā)明采用氧化物與添加劑混合固相反應法制備的ZrTiO₄，ZrTiO₆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(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，可進一步加強和國外微波陶瓷的競爭力，加速國產(chǎn)微波陶瓷的大量應用。

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(lǐng)域產(chǎn)品中應用；能夠?qū)a(chǎn)品進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，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1270℃以下，燒結(jié)溫度的進一步降低，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)65-80，Q值只有1000-1500，諧振頻率溫度系數(shù)大于±20PPm以上，本發(fā)明的材料配方在L波段的介電常數(shù)45-110，Q值高達22000以上，諧振頻率溫度系數(shù)小于±3PPm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，而廣泛應用于移動通信、衛(wèi)星通信、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）、藍牙技術(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。

圖3為品質(zhì)因數(shù)Q值與燒結(jié)溫度的關(guān)系圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖用具體實施方式詳細描述本發(fā)明：

L波段用TE模通信用陶瓷介質(zhì)諧振器的制備工藝，制造原料中含有成分：二氧化鈦（TiO₂），二氧化鋯（ZrO₂），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MnO和CuO組分。根據(jù)該主成分和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：TE模各規(guī)格諧振器的主要性能

圖1～3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1.8GHZ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中的諧振頻率的品質(zhì)因數(shù)Q值，隨頻率的升高，Q值會下降，到頻率10GHZ后，Q值降到1000以下，隨著頻率的繼續(xù)升高，Q值會急劇下降，說明此配方介質(zhì)陶瓷可以用到諧振頻率10GHZ以下的諧振電路中是比較合適。

圖3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1260℃左右，且又有較寬的燒結(jié)溫度范圍。且該介質(zhì)陶瓷適合低溫燒結(jié)，燒結(jié)溫度不宜太高。