一种低介电常数钛酸盐微波介电陶瓷及其制备方法与应用

1.本发明属于介电陶瓷材料技术领域，尤其涉及一种低介电常数钛酸盐微波介电陶瓷及其制备方法与应用。


背景技术：

2.微波介质陶瓷(mwdc)是指在微波频段(300mhz-300ghz)电路中作为介质材料并完成一种或多种功能的功能陶瓷材料，是现代通信广泛使用的谐振器、滤波器、介质导波回路等微波元器件的关键材料，在雷达、汽车电话、无绳电话、gps天线等方面具有广泛的应用。
3.随着5g、6g时代的到来，无线通信逐渐转向采用毫米波传输，对通信系统提出了高频化、集成化、高可靠性和低延时性的要求，因此信号延迟和带宽问题成为关注的焦点。根据信号延迟和介电常数的正相关关系(其中td、lc和c分别表示信号延迟时间、传输距离和光速)，低介电常数(εr)可以减少电磁波信号在介质中传输的延迟时间；同时，需要材料具有高质量因数(q
×
f)和近零谐振频率温度系数(τf)以实现微波设备的低损耗和热稳定性。目前，已经报道了一些低介电常数的无机化合物，其中大部分是基于铝酸盐、硼酸盐、硅酸盐等。这些候选物的晶体结构由四面体结构单元(即alo4，bo4，sio4等)构成，从晶体学的视角出发，四面体间隙小，为阳离子振荡提供的空间有限，离子/电子极化率较低，因此上述无机化合物具有较低的介电常数。相比之下，那些通过氧八面体共顶连接构建的钛酸盐化合物通常具有高介电常数，例如catio3(εr～90)，srtio3(εr～290)，无法满足微波设备的需求。为此，本发明提出了一种新型的低介电常数钛酸盐微波介电陶瓷及其制备方法与应用。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本发明提出了一种低介电常数钛酸盐微波介电陶瓷及其制备方法与应用。
5.为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
6.本发明的技术方案之一：
7.一种低介电常数钛酸盐微波介电陶瓷，所述低介电常数钛酸盐微波介电陶瓷的化学组成为re2tio5，其中re为nd、sm、eu或gd，低介电常数钛酸盐微波介电陶瓷具有正交结构(陶瓷样品的x射线衍射峰均能与各自re2tio5的pdf卡片完全对应)。在正交re2tio5结构(pnam空间群)中，所有离子均占据4cwyckoff位置，re与7个o连接形成[reo7]多面体，ti与5个o连接形成[tio5]偏心金字塔，[reo7]和[tio5]多面体之间共棱连接。此结构由于配位多面体的非对称导致阳离子偏离多面体的中心点，即多面体间隙提供给阳离子振荡的空间有限，使得re2tio5陶瓷具有低介电常数的特征。
[0008]
本发明的技术方案之二：
[0009]
一种低介电常数钛酸盐微波介电陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
[0010]
(1)将纯度为99.9％(重量百分比)以上的re2o3和tio2的原始粉末按re2tio5的组成
称量配料，将原始粉末混合加入球磨罐中，湿法球磨6h，并在120℃下干燥，得到混合物a；
[0011]
(2)将步骤(1)得到的混合物a预烧，得到粉末；
[0012]
(3)将步骤(2)得到的粉末湿法球磨6h，并在120℃下干燥，得到混合物b；
[0013]
(4)在步骤(3)得到的混合物b中添加粘结剂并造粒，过筛，使用粉末压片机压制成圆柱型，得到生胚；
[0014]
(5)将步骤(4)得到的生胚排胶，烧结后得到所述低介电常数钛酸盐微波介电陶瓷。
[0015]
优选的，步骤(1)和步骤(3)中，所述湿法球磨的介质为无水乙醇，球磨转速为300r/min，每60min转动换向一次。
[0016]
优选的，步骤(2)中，所述预烧的温度为950-1050℃，时间为2-6h。
[0017]
更优选的，步骤(2)中，所述预烧的温度为1000℃，时间为4h。
[0018]
优选的，步骤(4)中，所述粘结剂为质量浓度为5％的聚乙烯醇溶液，所述粘结剂占混合物b质量的3％。
[0019]
优选的，步骤(4)中，过60-120目筛。
[0020]
优选的，步骤(5)中，所述排胶的温度为550℃，时间为6h，升温速率为1.5℃/min。
[0021]
优选的，步骤(5)中，所述烧结为在1200-1325℃的大气气氛中烧结4h。
[0022]
优选的，步骤(5)中，排胶、烧结均在马弗炉中进行。
[0023]
本发明的技术方案之三：
[0024]
所述的低介电常数钛酸盐微波介电陶瓷在微波器件中的应用。
[0025]
与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：
[0026]
(1)本发明通过设计原料预烧工艺分别精准合成nd2tio5、sm2tio5、eu2tio5或gd2tio5单相粉末，压制成型前采用添加粘结剂的方式造粒，有利于成型，最后优化烧结制度，促进陶瓷晶粒生长，获得一种具有优异微波介电性能的陶瓷材料。
[0027]
(2)本发明制备的介电陶瓷材料(re2tio5(re＝nd,sm,eu或gd))为正交结构，其介电常数达到13.4-15.7，品质因数q
×
f值达到8696-12698ghz，可广泛用于各种介质基板、谐振器和滤波器等微波器件的制造，在工业上有着极大的应用价值。
附图说明
[0028]
构成本技术的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
[0029]
图1为实施例1制备的微波介电陶瓷nd2tio5的xrd图；
[0030]
图2为实施例2制备的微波介电陶瓷nd2tio5的xrd图和sem图，其中a为xrd图，b为sem图；
[0031]
图3为实施例3制备的微波介电陶瓷sm2tio5的xrd图；
[0032]
图4为实施例4制备的微波介电陶瓷sm2tio5的xrd图和sem图，其中a为xrd图，b为sem图；
[0033]
图5为实施例5制备的微波介电陶瓷eu2tio5的xrd图；
[0034]
图6为实施例6制备的微波介电陶瓷eu2tio5的xrd图和sem图，其中a为xrd图，b为sem图；
[0035]
图7为实施例7制备的微波介电陶瓷gd2tio5的xrd图；
[0036]
图8为实施例8制备的微波介电陶瓷gd2tio5的xrd图和sem图，其中a为xrd图，b为sem图；
[0037]
图9为对比例1-4制备的微波介电陶瓷的xrd图，其中a为对比例1，b为对比例2，c为对比例3，d为对比例4；
[0038]
图10为对比例5制备得到的微波介电陶瓷ho2tio5的xrd图；
[0039]
图11为实施例2、实施例4、实施例6和实施例8制备的微波介电陶瓷的xrd对比图。
具体实施方式
[0040]
现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
[0041]
应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
[0042]
除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
[0043]
在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见得的。本发明说明书和实施例仅是示例性的。
[0044]
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
[0045]
本发明提出了一种低介电常数钛酸盐微波介电陶瓷，所述低介电常数钛酸盐微波介电陶瓷的化学组成为re2tio5，其中re为nd、sm、eu或gd，低介电常数钛酸盐微波介电陶瓷具有正交结构(陶瓷样品的x射线衍射峰均能与各自re2tio5的pdf卡片完全对应)。在正交re2tio5结构(pnam空间群)中，所有离子均占据4c wyckoff位置，re与7个o连接形成[reo7]多面体，ti与5个o连接形成[tio5]偏心金字塔，[reo7]和[tio5]多面体之间共棱连接。此结构由于配位多面体的非对称导致阳离子偏离多面体的中心点，即多面体间隙提供给阳离子振荡的空间有限，使得re2tio5陶瓷具有低介电常数的特征。
[0046]
本发明还提出了一种低介电常数钛酸盐微波介电陶瓷的制备方法，通过设计原料预烧工艺分别精准合成nd2tio5、sm2tio5、eu2tio5或gd2tio5单相粉末，压制成型前采用添加粘结剂的方式造粒，有利于成型，最后优化烧结制度，促进陶瓷晶粒生长，获得一种具有优异微波介电性能的陶瓷材料，包括以下步骤：
[0047]
(1)将纯度为99.9％(重量百分比)以上的re2o3和tio2的原始粉末按re2tio5的组成称量配料，将原始粉末混合加入球磨罐中，湿法球磨6h，并在120℃下干燥，得到混合物a；
[0048]
(2)将步骤(1)得到的混合物预烧，得到粉末；
[0049]
(3)将步骤(2)得到的粉末湿法球磨6h，并在120℃下干燥，得到混合物b；
[0050]
(4)在步骤(3)得到的混合物b中添加粘结剂并造粒，过筛，使用粉末压片机压制成圆柱型，得到生胚；
[0051]
(5)将步骤(4)得到的生胚排胶，烧结后得到所述低介电常数钛酸盐微波介电陶瓷。
[0052]
在本发明实施例中，步骤(1)和步骤(3)中，所述湿法球磨的介质为无水乙醇，球磨转速为300r/min，每60min转动换向一次。
[0053]
在本发明实施例中，步骤(2)中，所述预烧的温度为950-1050℃，时间为2-6h。更优选的，步骤(2)中，所述预烧的温度为1000℃，时间为4h。
[0054]
在本发明实施例中，步骤(4)中，所述粘结剂为质量浓度为5％的聚乙烯醇溶液，所述粘结剂占混合物b质量的3％。
[0055]
在本发明实施例中，步骤(4)中，过60-120目筛。
[0056]
在本发明实施例中，步骤(5)中，所述排胶的温度为550℃，时间为6h，升温速率为1.5℃/min。
[0057]
在本发明实施例中，步骤(5)中，所述烧结为在1200-1325℃的大气气氛中烧结4h。微波介电陶瓷的介电性能由本征因素和非本征因素决定，适宜的烧结温度可在一定程度上排除非本征因素对性能的影响，通常认为高致密化的陶瓷样品具有最佳的介电性能，而微观气孔的存在会使介电性能受损。本发明中，低于1200℃无法合成re2tio5单相，1200-1325℃合成的单相陶瓷样品体积密度呈现上升趋势，高于1325℃的单相陶瓷样品体积密度呈现下降趋势，即在1325℃的大气气氛中烧结4h的陶瓷样品致密化程度最高，具有最佳的介电性能。
[0058]
在本发明实施例中，步骤(5)中，排胶、烧结均在马弗炉中进行。
[0059]
本发明实施例所用各原料均为通过市售购买得到。
[0060]
以下通过实施例对本发明的技术方案做进一步说明。
[0061]
实施例1
[0062]
(1)将纯度为99.9％(重量百分比)以上的nd2o3和tio2的原始粉末按nd2tio5的组成称量配料，将原始粉末混合加入球磨罐中，湿法球磨6h，球磨介质为无水乙醇，球磨转速为300r/min，每60min转动换向一次，并在120℃下干燥，得到混合物a；
[0063]
(2)将步骤(1)得到的混合物在1000℃预烧4h，得到粉末；
[0064]
(3)将步骤(2)得到的粉末加入球磨罐中湿法球磨6h，球磨介质为无水乙醇，球磨转速为300r/min，每60min转动换向一次，并在120℃下干燥，得到混合物b；
[0065]
(4)在步骤(3)得到的混合物b中添加粘结剂(为质量浓度为5％的聚乙烯醇溶液，粘结剂占混合物b质量的3％)并造粒，过60-120目筛，使用粉末压片机压制成圆柱型，得到生胚；
[0066]
(5)将步骤(4)得到的生胚在550℃排胶6h，升温速率为1.5℃/min，最后在1200℃的大气气氛中烧结4h，得到低介电常数钛酸盐微波介电陶瓷nd2tio5。
[0067]
实施例1制备的微波介电陶瓷nd2tio5的xrd图见图1，由图1可以看出，该材料在1200℃烧结后的x射线衍射峰可以由nd2tio5(pdf：96-200-2194)标定，无第二相出现，表明
在此温度可以形成nd2tio5单一相。
[0068]
实施例2
[0069]
同实施例1，区别仅在于，步骤(5)中，在1325℃烧结4h。
[0070]
实施例2制备的微波介电陶瓷nd2tio5的xrd图和sem图见图2，其中a为xrd图，b为sem图，由图2可以看出，该材料在1325℃烧结后的x射线衍射峰能与nd2tio5(pdf：96-200-2194)完全对应，结合sem图可以发现，在1325℃下烧结，nd2tio5陶瓷晶粒紧密排列，晶界清晰，无可见气孔。
[0071]
实施例3
[0072]
(1)将纯度为99.9％(重量百分比)以上的sm2o3和tio2的原始粉末按sm2tio5的组成称量配料，将原始粉末混合加入球磨罐中，湿法球磨6h，球磨介质为无水乙醇，球磨转速为300r/min，每60min转动换向一次，并在120℃下干燥，得到混合物a；
[0073]
(2)将步骤(1)得到的混合物在1000℃预烧4h，得到粉末；
[0074]
(3)将步骤(2)得到的粉末加入球磨罐中湿法球磨6h，球磨介质为无水乙醇，球磨转速为300r/min，每60min转动换向一次，并在120℃下干燥，得到混合物b；
[0075]
(4)在步骤(3)得到的混合物b中添加粘结剂(为质量浓度为5％的聚乙烯醇溶液，粘结剂占混合物b质量的3％)并造粒，过60-120目筛，使用粉末压片机压制成圆柱型，得到生胚；
[0076]
(5)将步骤(4)得到的生胚在550℃排胶6h，升温速率为1.5℃/min，最后在1200℃的大气气氛中烧结4h，得到低介电常数钛酸盐微波介电陶瓷sm2tio5。
[0077]
实施例3制备的微波介电陶瓷sm2tio5的xrd图见图3，由图3可以看出，该材料在1200℃烧结后的x射线衍射峰可以由sm2tio5(pdf：00-022-1306)标定，无第二相出现，表明在此温度可以形成sm2tio5单一相。
[0078]
实施例4
[0079]
同实施例3，区别仅在于，步骤(5)中，在1325℃烧结4h。
[0080]
实施例4制备的微波介电陶瓷sm2tio5的xrd图和sem图见图4，其中a为xrd图，b为sem图，由图4可以看出，该材料在1325℃烧结后的x射线衍射峰能与sm2tio5(pdf：00-022-1306)完全对应，结合sem图可以发现，在1325℃下烧结，sm2tio5陶瓷晶粒紧密排列，晶界清晰，无可见气孔。
[0081]
实施例5
[0082]
(1)将纯度为99.9％(重量百分比)以上的eu2o3和tio2的原始粉末按eu2tio5的组成称量配料，将原始粉末混合加入球磨罐中，湿法球磨6h，球磨介质为无水乙醇，球磨转速为300r/min，每60min转动换向一次，并在120℃下干燥，得到混合物a；
[0083]
(2)将步骤(1)得到的混合物在1000℃预烧4h，得到粉末；
[0084]
(3)将步骤(2)得到的粉末加入球磨罐中湿法球磨6h，球磨介质为无水乙醇，球磨转速为300r/min，每60min转动换向一次，并在120℃下干燥，得到混合物b；
[0085]
(4)在步骤(3)得到的混合物b中添加粘结剂(为质量浓度为5％的聚乙烯醇溶液，粘结剂占混合物b质量的3％)并造粒，过60-120目筛，使用粉末压片机压制成圆柱型，得到生胚；
[0086]
(5)将步骤(4)得到的生胚在550℃排胶6h，升温速率为1.5℃/min，最后在1200℃
的大气气氛中烧结4h，得到低介电常数钛酸盐微波介电陶瓷eu2tio5。
[0087]
实施例5制备的微波介电陶瓷eu2tio5的xrd图见图5，由图5可以看出，该材料在1200℃烧结后的x射线衍射峰可以由eu2tio5(pdf：01-082-1009)标定，无第二相出现，表明在此温度可以形成eu2tio5单一相。
[0088]
实施例6
[0089]
同实施例5，区别仅在于，步骤(5)中，在1325℃烧结4h。
[0090]
实施例6制备的微波介电陶瓷eu2tio5的xrd图和sem图见图6，其中a为xrd图，b为sem图，由图6可以看出，该材料在1325℃烧结后的x射线衍射峰能与eu2tio5(pdf：01-082-1009)完全对应，结合sem图可以发现，在1325℃下烧结，eu2tio5陶瓷晶粒紧密排列，晶界清晰，无可见气孔。
[0091]
实施例7
[0092]
(1)将纯度为99.9％(重量百分比)以上的gd2o3和tio2的原始粉末按gd2tio5的组成称量配料，将原始粉末混合加入球磨罐中，湿法球磨6h，球磨介质为无水乙醇，球磨转速为300r/min，每60min转动换向一次，并在120℃下干燥，得到混合物a；
[0093]
(2)将步骤(1)得到的混合物在1000℃预烧4h，得到粉末；
[0094]
(3)将步骤(2)得到的粉末加入球磨罐中湿法球磨6h，球磨介质为无水乙醇，球磨转速为300r/min，每60min转动换向一次，并在120℃下干燥，得到混合物b；
[0095]
(4)在步骤(3)得到的混合物b中添加粘结剂(为质量浓度为5％的聚乙烯醇溶液，粘结剂占混合物b质量的3％)并造粒，过60-120目筛，使用粉末压片机压制成圆柱型，得到生胚；
[0096]
(5)将步骤(4)得到的生胚在550℃排胶6h，升温速率为1.5℃/min，最后在1200℃的大气气氛中烧结4h，得到低介电常数钛酸盐微波介电陶瓷gd2tio5。
[0097]
实施例7制备的微波介电陶瓷gd2tio5的xrd图见图7，由图7可以看出，该材料在1200℃烧结后的x射线衍射峰可以由gd2tio5(pdf：00-021-0342)标定，无第二相出现，表明在此温度可以形成gd2tio5单一相。
[0098]
实施例8
[0099]
同实施例7，区别仅在于，步骤(5)中，在1325℃烧结4h。
[0100]
实施例8制备的微波介电陶瓷gd2tio5的xrd图和sem图见图8，其中a为xrd图，b为sem图，由图6可以看出，该材料在1325℃烧结后的x射线衍射峰能与gd2tio5(pdf：00-021-0342)完全对应，结合sem图可以发现，在1325℃下烧结，gd2tio5陶瓷晶粒紧密排列，晶界清晰，无可见气孔。
[0101]
对比例1
[0102]
同实施例1，区别仅在于，步骤(5)中，在1050℃烧结4h。
[0103]
对比例1制备的微波介电陶瓷nd2tio5的xrd图见图9(a)，可以看出在1050℃烧结后，材料的物相主要为nd2tio5，但伴有nd2ti2o7和nd2o3杂相存在，说明该烧结条件无法合成nd2tio5单一相。
[0104]
对比例2
[0105]
同实施例3，区别仅在于，步骤(5)中，在1050℃烧结4h。
[0106]
对比例2制备的微波介电陶瓷sm2tio5的xrd图见图9(b)，可以看出在1050℃烧结
后，材料的物相主要为sm2tio5，但伴有sm2ti2o7和sm2o3杂相存在，说明该烧结条件无法合成sm2tio5单一相。
[0107]
对比例3
[0108]
同实施例5，区别仅在于，步骤(5)中，在1050℃烧结4h。
[0109]
对比例3制备的微波介电陶瓷eu2tio5的xrd图见图9(c)，可以看出在1050℃烧结后，材料的物相主要为eu2tio5，但伴有eu2ti2o7和eu2o3杂相存在，说明该烧结条件无法合成eu2tio5单一相。
[0110]
对比例4
[0111]
同实施例7，区别仅在于，步骤(5)中，在1050℃烧结4h。
[0112]
对比例4制备的微波介电陶瓷gd2tio5的xrd图见图9(d)，可以看出在1050℃烧结后，材料的物相主要为gd2tio5，但伴有gd2ti2o7和gd2o3杂相存在，说明该烧结条件无法合成gd2tio5单一相。
[0113]
对比例5
[0114]
同实施例1，区别仅在于，将步骤(1)中原料nd2o3等质量替换成ho2o3，步骤(5)中，将生坯在1400℃烧结4h。
[0115]
对比例5制备得到的微波介电陶瓷ho2tio5的xrd图见图10，可以看出衍射峰可以由ho2tio5(pdf：00-34-1423)和ho2tio5(pdf：00-36-1436)共同标定，即在1400℃烧结后，材料的物相为ho2tio5的六方结构和立方结构两相共存，非正交结构单一相。
[0116]
实施例2、实施例4、实施例6和实施例8制备的微波介电陶瓷的xrd对比图见图11，由图11可以看出，首先上述四个实施例的各x射线衍射峰具有高度相似的特点，这也为nd2tio5、sm2tio5、eu2tio5和gd2tio5单相具有相同的正交结构提供了证据；其次，按照从nd2tio5到gd2tio5的依次顺序，可以观察到x射线衍射峰位置呈现出往高角度偏移的趋势，这是由于七配位的的离子半径大小不同(r(nd
3+
)》r(sm
3+
)》r(eu
3+
)》r(gd
3+
))，导致了四种re2tio5化合物的晶胞参数不同。
[0117]
性能测试
[0118]
用圆柱介质谐振器分别测试实施例1-8制备的微波介电陶瓷的微波介电性能，结果见表1。
[0119]
表1微波介电陶瓷的微波介电性能
[0120] 组成烧结温度(℃)ρ(g/cm3)εrq
×
f(ghz)实施例1nd2tio512005.556815.210556实施例2nd2tio513255.774615.712698实施例3sm2tio512005.838814.19078实施例4sm2tio513256.078214.410653实施例5eu2tio512005.298614.38988实施例6eu2tio513256.082614.610210实施例7gd2tio512005.355813.48696实施例8gd2tio513256.288814.09714
[0121]
由表1可以看出，本发明制备的微波介电陶瓷材料介电常数达到13.4-15.7，品质因数q
×
f值达到8696-12698ghz，可广泛用于各种介质基板、谐振器和滤波器等微波器件的
制造，在工业上有着极大的应用价值。
[0122]
以上，仅为本技术较佳的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种低介电常数钛酸盐微波介电陶瓷，其特征在于，所述低介电常数钛酸盐微波介电陶瓷的化学组成为re2tio5，其中re为nd、sm、eu或gd。2.一种权利要求1所述的低介电常数钛酸盐微波介电陶瓷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将纯度为99.9％以上的re2o3和tio2的原始粉末按re2tio5的组成称量配料，将原始粉末混合，湿法球磨，干燥，得到混合物a；(2)将所述混合物a预烧，得到粉末；(3)将所述粉末湿法球磨，干燥，得到混合物b；(4)在所述混合物b中添加粘结剂并造粒，过筛，压制成型，得到生胚；(5)将所述生胚排胶，烧结后得到所述低介电常数钛酸盐微波介电陶瓷。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)和步骤(3)中，所述湿法球磨的介质为无水乙醇，球磨转速为300r/min，每60min转动换向一次。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述预烧的温度为950-1050℃，时间为2-6h。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述预烧的温度为1000℃，时间为4h。6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述粘结剂为质量浓度为5％的聚乙烯醇溶液，所述粘结剂占所述混合物b质量的3％。7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述过筛为过60-120目筛。8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，所述排胶的温度为550℃，时间为6h，升温速率为1.5℃/min。9.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，所述烧结为在1200-1325℃的大气气氛中烧结4h。10.如权利要求1所述的低介电常数钛酸盐微波介电陶瓷在微波器件中的应用。

技术总结
本发明提出了一种低介电常数钛酸盐微波介电陶瓷及其制备方法与应用，属于介电陶瓷材料技术领域。本发明的低介电常数钛酸盐微波介电陶瓷的化学组成为Re2TiO5，其中Re为Nd、Sm、Eu或Gd。本发明通过设计原料预烧工艺分别精准合成Nd2TiO5、Sm2TiO5、Eu2TiO5和Gd2TiO5单相粉末，压制成型前采用添加粘结剂的方式造粒，有利于成型，最后优化烧结制度，促进陶瓷晶粒生长，获得一种具有优异微波介电性能的陶瓷材料，其介电常数达到13.4-15.7，品质因数Q


技术研发人员：李纯纯 朱国斌 陈德钦 尹长志 朱肖伟 熊思宇 王政锋
受保护的技术使用者：桂林理工大学
技术研发日：2023.07.04
技术公布日：2023/9/25