[发明专利]一种微波陶瓷材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种微波陶瓷材料，包括：式(Ⅰ)所示的固溶体和式(II)所示的氧化物；(BaZn_1/3Ta_2/3O₃)_1‑x·(BaRO₃)_x式(Ⅰ)；W_mO_n式(II)；其中，R选自Ti、Sn和Zr中的一种或多种；W选自V、Mn、Nb和Ta中的一种或多种；0.01≤x≤0.05；1≤m≤2，2≤n≤5。本发明提供的微波陶瓷材料包括(BaZn_1/3Ta_2/3O₃)_1‑x·(BaRO₃)_x的固溶体，再通过将W_mO_n氧化物掺杂混合制备得到的陶瓷材料品质因子Q值高，频率温度系数可调，制备要求的工艺条件低，损耗低，介电性能良好。实验结果表明，本发明微波陶瓷材料制备得到的微波陶瓷介电常数ε_r为29～31，谐振频率温度系数τ_f为+0.5～+9ppm/℃，Q_f为110000～160000GHz。

技术领域

本发明涉及陶瓷材料技术领域，尤其是涉及一种微波陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

随着一系列高新科技的快速发展，通信技术也在不断地进步，尤其是移动通信、卫星通信、全球卫星定位系统(GPS、蓝牙技术以及无线局域网)等现代通信得到了飞速发展，对高性能、高品质化的微波介质器件材料的需求量日益增加。国内移动通信市场发展速度位居世界第一，移动电话用户数目及网络容量庞大，在GSM蜂窝通信系统中微波基地站发射机、接收机以及移动电话均需要大量的谐振器、滤波器、振荡器、介质天线等微波介质陶瓷材料。微波信号的频率极高，波长极短，信息容量大，有强方向性、穿透性和吸收能力，并且微波设备可实现通信的保密性，十分有利于在通信技术领域和军事领域中的应用。微波陶瓷作为现代通信中的一种关键材料，能够应用于微波频段(主要是UHF、SHF频段)电路中作为介质材料。由于微波介质陶瓷介质谐振器等微波元器件具有体积小、质量轻、性能稳定、价格便宜等优点，它克服了传统的金属谐振腔和金属波导的体积与重量过大等缺点，有利于微波电路的集成化、模块化，在近二十多年来得到迅速的发展，而我国早已成为移动通信用微波介质元器件的最大市场。

评价微波介质陶瓷的性能主要有介电常数ε，品质因子(Q)与谐振频率(f)的乘积Qf值和谐振频率温度系数τf。其中，谐振频率温度系数是指谐振频率的温度稳定性，随着通信技术飞速发展带来对微波介质材料越来越高的要求，传统近零单一的频率温度系数已不能很好地满足要求，因此越来越宽的频率温度系数可调范围愈显其必要性。

现有技术在已有的高Q值微波陶瓷材料中，A(B′_1/3B″_2/3)O₃系列铌钽酸盐微波陶瓷在很高的微波频率下具有极低的介电损耗，Q_f值可达十万以上，BaZn_1/3Ta_2/3O₃即是其中一种典型材料，也是研究较多且比较成熟的典型高Q值材料。但是极高的烧结温度(＞1600℃)使得该材料难于烧结，而且在高温烧结过程中Zn易于挥发导致材料的介电性能恶化，因此有关BaZn_1/3Ta_2/3O₃的掺杂改性研究成为该领域的研究热点。通过一系列助烧剂的掺杂可获得稳定高Q值，然而面对市场上对高Q值微波材料越来越宽的频率温度系数要求，要在现有微波介质陶瓷中随意调整其谐振频率温度系数且保持极高的品质因子则显得非常困难。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种微波陶瓷材料，本发明提供的微波陶瓷材料低损耗、高Q值，并且频率温度系数可调。

本发明提供了一种微波陶瓷材料，包括：式(Ⅰ)所示的固溶体和式(II)所示的氧化物；