[发明专利]微波陶瓷介质材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及介质陶瓷领域，特别是涉及一种微波陶瓷介质材料及其制备方法。

背景技术

微波陶瓷是微波器件的核心材料。最近十几年来，由于微波技术设备向小型化与集成化，尤其是向民用产品的大产量、低价格化方向的快速发展，加上电子陶瓷在最近三十年来的长足进步，使得微波陶瓷的研究与实用化迅速发展，目前已开发出了一大批适用于各种微波频段的微波陶瓷介质材料。应用于微波电路的介质陶瓷，在满足介电常数K和谐振频率温度系数τ_f要求的前提下，要求材料具有更高的品质因数Q以提高信噪比。近年来，随着移动通讯、卫星通讯特别是数字卫星电视的迅速发展，人们对广泛应用于移动通信基站、数字电视接收系统以及军用雷达等领域的具有中等介电常数、高品质因数的微波介质陶瓷的研究越来越多。MTiO₃-LnAlO₃(M:Sr、Ca;Ln:La、Nd、Sm)体系材料是研究得较多的一种。但是传统的微波陶瓷介质材料在具有较高Qf值时，烧结温度都较高，为1300～1500℃，这在很大程度上限制了它们的应用。

发明内容

基于此，有必要针对传统的微波陶瓷介质材料在具有较高Qf值时烧结温度高的问题，提供一种具有较高Qf值且可中温烧结的微波陶瓷介质材料。

进一步提供一种微波陶瓷介质材料的制备方法。

一种微波陶瓷介质材料，包括主晶相、改性添加剂及烧结助熔剂，所述主晶相的结构式为：xRTiO₃-(1-x)LnAlO₃，其中，R为Ca或Sr，Ln为La或Sm，0.55≤x≤0.65；所述改性添加剂为MnO₂、Nb₂O₅与MgO的混合物或MnO₂、Nb₂O₅、MgO与Y₂O₃的混合物；所述烧结助熔剂为SiO₂、ZnO、Li₂O与BaO的混合物或SiO₂、ZnO、Li₂O、K₂O与BaO的混合物。

在其中一个实施例中，在所述微波陶瓷介质材料中，所述主晶相的摩尔百分含量为92～97%，所述改性添加剂的摩尔百分含量为0.5～4.5%，所述烧结助熔剂的摩尔百分含量为1.5～5.4%。

在其中一个实施例中，在所述微波陶瓷介质材料中，所述MnO₂的摩尔百分含量为0.2～1.5%，所述Nb₂O₅的摩尔百分含量为0.2～1%，所述MgO的摩尔百分含量为0.1～1%，所述Y₂O₃的摩尔百分含量为0～1%。

在其中一个实施例中，在所述微波陶瓷介质材料中，所述SiO₂的摩尔百分含量为0.3～1.5%，所述ZnO的摩尔百分含量为0.5～1.5%，所述Li₂O的摩尔百分含量为0.2～0.8%，所述K₂O的摩尔百分含量为0～0.6%，所述BaO的摩尔百分含量为0.5～1%。

上述微波陶瓷介质材料，主晶相颗粒均匀、细晶化，改性添加剂采用MnO₂、Nb₂O₅与MgO的混合物或MnO₂、Nb₂O₅、MgO与Y₂O₃的混合物，烧结助熔剂采用SiO₂、ZnO、Li₂O与BaO的混合物或SiO₂、ZnO、Li₂O、K₂O与BaO的混合物，使得上述微波陶瓷介质材料能在1100～1250℃烧结，节约生产成本的同时仍能保持较高的Qf值，为35000～45000GHz。

一种微波陶瓷介质材料的制备方法，包括以下步骤：