[发明专利]一种低介电常数和超低损耗的微波介质陶瓷及其制备方法

说明书

本发明涉及一种低介电常数和超低损耗的微波介质陶瓷及其制备方法，属于微波介质陶瓷技术领域。其组成表达式为aMg₂SiO₄‑bMgSiO₃‑cMg₂TiO₄‑dMgTi₂O₅‑eTiO₂的复合物，其中0.9≤a≤1,0≤b≤0.1，0≤c≤0.1，0≤d≤0.03，0≤e≤0.1，b＝2c+d。所述低介电常数和超低损耗的微波介质陶瓷，还包括稳定剂CaCO₃。本发明采用复合物与CaCO₃进行复配，原料相对于现有技术更为低廉，其制备工艺简单，无污染，产业化前景良好，能够在尽量不改变其介电常数的前提下，将材料的品质因数提高。

技术领域

本发明涉及一种低介电常数和超低损耗的微波介质陶瓷及其制备方法，属于微波介质陶瓷技术领域。

背景技术

微波介质陶瓷(Microwave Dielectric Ceramics，MWDC)应用于微波频段(300MHz-300GHz)电路中作为介质材料并完成一种或多种功能的陶瓷，在现代通讯中被广泛用作谐振器、滤波器、介质天线和介质导波回路等元器件，是现代通信技术的关键基础材料，已在便携式移动电话、汽车电话、无绳电话、电视卫星接受器和军事雷达等方面有着十分重要的应用，在现代通讯工具的小型化、集成化过程中正发挥着越来越大的作用。

超低介电常数微波介电陶瓷，主要代表是Al₂O₃-TiO₂、Y₂BaCuO₅、MgAl₂O₄和Mg₂SiO₄等，其εr≤20，品质因数Q×f≥50000GHz，τf≤10ppm/℃，主要用于微波电路基板、射频电子标签(RFID)电路基板和电子封装领域。Mg₂SiO₄的Qf＝73760GHz，εr＝7.4，τf＝-60ppm/℃，其损耗和温度稳定性都无法满足现女友材料的应用需求。

目前为有人用MgTa₂O₆进行调节，做出xMg₂SiO₄-(1-x)MgTa₂O₆，其性能为εr＝13～15，Qf＝120000～140000GHz，谐振频率温度系数为-11～18ppm/℃。其介电常数提高较多，而且其原料Ta₂O₅售价过高，这些均限制了其市场应用。

发明内容

本发明的目的是克服上述不足之处，提供一种低介电常数和超低损耗的微波介质陶瓷及其制备方法，其能够在在尽量不改变其介电常数的前提下，将材料的品质因数提高。

本发明的技术方案，一种低介电常数和超低损耗的微波介质陶瓷，其组成表达式为aMg₂SiO₄-bMgSiO₃-cMg₂TiO₄-d MgTi₂O₅-eTiO₂的复合物，其中0.9≤a≤1,0≤b≤0.1，0≤c≤0.1，0≤d≤0.03，0≤e≤0.1，b＝2c+d。

所述低介电常数和超低损耗的微波介质陶瓷，还包括稳定剂CaCO₃。

所述CaCO₃的添加量为形成aMg₂SiO₄-bMgSiO₃-cMg₂TiO₄-d MgTi₂O₅-eTiO₂复合物的Mg源、Si源和Ti源质量的1％-5％。