[发明专利]一种中介电常数微波介质陶瓷材料及其制备方法与应用

说明书

本发明属于微波介质陶瓷材料技术领域，具体涉及一种中介电常数两相复合微波介质陶瓷材料，并进一步公开其制备方法。本发明所述中介电常数微波介质陶瓷材料，以LaAlO₃和Ca_1‑3x/2M_xTiO₃两相复合，使频率温度系数调整至近零并保持高的品质因数，同时，材料在毫米波频段下也具有较好的介电性能，此外，通过Ba‑V‑Zn玻璃粉的添加降低材料的烧结温度的同时对性能进行进一步优化，性能可满足滤波器等器件的使用要求。

技术领域

本发明属于微波介质陶瓷材料技术领域，具体涉及一种中介电常数两相复合微波介质陶瓷材料，并进一步公开其制备方法。

背景技术

微波介质陶瓷是指应用于微波频段(主要是UHF、SHF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，其具有高介电常数、低介电损耗、低谐振频率温度系数等优良性能，是谐振器、滤波器、双工器、天线、稳频振荡器、波导传输线等器件的重要组成元件，可广泛应用于个人便携式移动电话、微波基站、车载电话、卫星通讯、军用雷达等众多领域。尤其是近年来，随着通讯技术的迅速发展，对微波器件的需求量也日益增长，特别是5G通信时代基站数量增加导致滤波器需求增加，陶瓷介质滤波器由于具有高Q值、选频特性好、工作频率稳定性好、插入损耗小及更加小型化和集成化等优势而受到越来越多的关注，这成为近年来国内外对微波介质材料研究领域的一个热点方向。

现有研究表明，实现微波介质陶瓷器件性能的关键即是基于微波介质陶瓷材料的性能。现有技术中，微波介质陶瓷材料存在多种分类方法，其中，根据介电常数的大小，微波介质陶瓷可分为三大类：其一是低介电常数微波介质陶瓷，此类微波介质陶瓷主要包括A1₂O₃、Mg₂SiO₄、Zn₂SiO₄、MgTiO₃等；其二是中介电常数微波介质陶瓷，此类微波介质陶瓷主要包括BaO-TiO₂体系、Ln₂O₃-TiO₂体系、钙基或钡基复合钙钛矿等；其三是高介电常数微波介质陶瓷，此类微波介质陶瓷主要包括TiO₂、CaTiO₃、BaO-Ln₂O₃-TiO₂和铅基复合钙钛矿等。

现有研究表明，实现微波介质陶瓷器件性能的关键即是基于微波介质陶瓷材料的性能。目前，行业内对不同介电常数不同体系的微波材料的研究非常多，不同介电常数的微波材料均对品质因数和谐振频率温度系数有严格要求，在应用方面均要求材料具有高的温度稳定性和低的损耗(高的品质因数)。在现有已知微波介质材料中，LaAlO₃体系材料由于具有合适的介电常数(20左右)和合适的品质因数受到关注。但是，LaAlO₃体系材料由于谐振频率温度系数偏负且较高(-50ppm/℃)、烧结温度高(约1500℃)而使其应用受到限制。

因此，如何有效降低LaAlO₃体系材料的谐振频率温度系数及烧结温度，进而开发一种谐振频率温度系数适宜、使用性能稳定、且烧结温度低、便于实现工业化生产的LaAlO₃体系中介电常数复合微波介质陶瓷材料具有积极的意义。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种中介电常数两相复合微波介质陶瓷材料，以解决现有技术中LaAlO₃体系材料谐振频率温度系数高、烧结温度高的问题；

本发明所要解决的第二个技术问题在于提供上述中介电常数两相复合微波介质陶瓷材料的制备方法和应用。

为解决上述技术问题，本发明所述的一种中介电常数两相复合微波介质陶瓷材料，其制备原料包括基体材料以及Ba-V-Zn玻璃粉；