[发明专利]一种复合微波介质陶瓷及其制备方法

说明书

本发明提供了一种复合微波介质陶瓷，由包括以下组分的原料制备而成：CSAT复合氧化物陶瓷90重量份～100重量份；CST复合氧化物陶瓷0～10重量份；所述CSAT复合氧化物陶瓷具有CaSmAl_1‑xTi_xO_4+δ所示的通式；式中，x＝0～0.3；所述CST复合氧化物陶瓷具有Ca_1‑zSm_2z/3TiO₃所示的通式；式中，z＝0.2～0.8。与现有技术相比，本发明提供的复合微波介质陶瓷以特定配比的CSAT复合氧化物陶瓷和CST复合氧化物陶瓷为主体材料，形成结构稳定的复合微波介质陶瓷；该复合微波介质陶瓷介电损耗低，频率温度系数连续可调，且温漂线性度能够满足5G介质波导滤波器要求。实验结果表明，本发明提供的复合微波介质陶瓷的介电常数在17.08～24.9之间，Q×f值为63200GHz～122000GHz，同时，谐振频率温度系数在‑10ppm/℃～12ppm/℃之间连续可调，配方可灵活调整，适合大规模商用。

技术领域

本发明涉及介质陶瓷技术领域，更具体地说，是涉及一种复合微波介质陶瓷及其制备方法。

背景技术

随着5G时代来临，为了满足人们超高流量密度、超高连接数密度、超高移动性的需求，需要使用Massive MIMO技术对天线和滤波器进行大规模集成化、小型化和轻量化。陶瓷介质波导滤波器在满足性能的前提条件下，凭借轻量化、频率温度性能好以及小型化优势成为主设备商主要选择方案之一。全球范围内5G部署的频段主要有Sub-6及毫米波。C band3.3-4.2GHz因其较好的覆盖范围及较少的频率干扰而受到广泛关注，占据5G部署频段的主导地位。介电常数20左右的微波介质陶瓷是在此频段下用于5G基站中介质波导滤波器的最佳选择。现有研究多的MgTiO₃-CaTiO₃微波介质陶瓷体系存在介电损耗大，温漂线性度差，钛还原恶化电性能及可靠性的缺点；而另一体系Ba(Mg_1/2W_1/2)O₃存在原材料价格昂贵，制作工艺窗口窄的问题。因此两种体系均不适合大规模应用于5G基站介质波导滤波器。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种复合微波介质陶瓷及其制备方法，本发明提供的复合微波介质陶瓷介电损耗低，频率温度系数连续可调，且温漂线性度能够满足5G介质波导滤波器要求。

本发明提供了一种复合微波介质陶瓷，由包括以下组分的原料制备而成：

CSAT复合氧化物陶瓷90重量份～100重量份；

CST复合氧化物陶瓷0～10重量份；

所述CSAT复合氧化物陶瓷具有式(I)所示的通式：

CaSmAl_1-xTi_xO_4+δ 式(I)；

式(I)中，x＝0～0.3；

所述CST复合氧化物陶瓷具有式(II)所示的通式：

Ca_1-zSm_2z/3TiO₃ 式(II)；

式(I)中，z＝0.2～0.8。

优选的，还包括：

添加剂1.5重量份～2.5重量份；

所述添加剂由质量比为(30～55)：(10～30)：(10～25)：(10～21)：(1～10)：(1～10)的SiO₂、B₂O₃、Al₂O₃、La₂O₃、CaO和Li₂O制备而成。