[发明专利]一种微波介质陶瓷、微波介质陶瓷的制备方法及通信器件

说明书

本发明公开了一种微波介质陶瓷、微波介质陶瓷的制备方法及通信器件，其中所述微波介质陶瓷的化学组成表达式为：Mg_(1‑x)Ca_xTiO₄—yMO，其中x＝0.004～0.05，M为Nb_(2/5)、Ce、Sm_(2/3)、Zn、Mn中的一种或多种，y＝0.005～0.015。本发明所提供的微波介质陶瓷的Qf值大于60000；温度系数：150℃＜±3.5ppm，负40℃＜±8.5ppm；介电常数20.5±1，满足作为介质材料应用在5G基站上的相关要求。

技术领域

本发明涉及电子陶瓷材料技术领域，尤其涉及的是一种微波介质陶瓷、微波介质陶瓷的制备方法及通信器件。

背景技术

微波介质陶瓷是近30年来发展起来，作为介质材料应用于微波频段(主要是UHF、SHF频段)电路中，并完成一种或多种功能的新型功能电子陶瓷材料。

其中，MCT基陶瓷(MgCaTiO₄，MCT)具有复合钙钛矿结构，是一种在X波段品质因数(Qf值)很高的微波介质陶瓷。具体地，MCT基陶瓷是以镁、钙和钛为主要金属元素的陶瓷材料，其中，MCT基陶瓷材料本身密度小，不同温度下晶格振动幅度大，导致MCT基材料温漂偏大，例如现有MCT基陶瓷材料温漂只能达到高温105℃为3ppm、低温负10℃为负8ppm(150℃度为负6ppm，低温负40℃为13ppm)。

MCT基陶瓷可以作为介质材料应用在通信基站中，例如利用现有MCT基陶瓷制成的通信基站滤波器，在通信基站工作时产生的热量会改变滤波器的温度，如果MCT基材料温漂偏大，器件的电学稳定性将受到严重影响，需要进一步对后端装置进行整体优化，导致5G成本居高不下。可见，现有技术中MCT基陶瓷材料存在温漂偏大，致使5G基站需要对后端装置进行整体优化，导致5G基站成本较高的问题。

可见，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种微波介质陶瓷、微波介质陶瓷的制备方法及通信器件，旨在解决现有技术中微波介质陶瓷的温漂偏大的问题。

本发明的技术方案如下：

一种微波介质陶瓷，其中，所述微波介质陶瓷的化学组成表达式为：Mg_(1-x)Ca_xTiO₄—yMO，其中x＝0.004～0.05，M为Nb_2/5、Ce、Sm_2/3、Zn、Mn中的一种或多种，y＝0.005～0.015。

上述方案的效果在于：本发明所述微波介质陶瓷具有钙钛矿结构，其中稀土金属元素Nb、Ce、Sm、Zn、Mn能够进入晶格进行钉扎，减小晶格振动的幅度，进而能够提升微波介质陶瓷的本征性能。具体地，本发明所述微波介质陶瓷可实现Qf值大于60000；温度系数(也称温度漂移，温漂)：150℃＜±3.5ppm，负40℃＜±8.5ppm；介电常数为20.5±1，满足作为介质材料应用在5G基站上的相关要求。

一种微波介质陶瓷的制备方法，包括：

将镁盐、钙盐、有机钛酸酯、有机酸溶解于水中，得到混合溶液；

调节所述混合溶液的pH以形成溶胶；

将所述溶胶烘干，得到干凝胶；

将所述干凝胶进行预烧，得到前驱体粉末；

将所述前驱体粉末压制成型后进行微波烧结，得到微波介质陶瓷。