[发明专利]一种ZMAT系微波陶瓷材料及其制备方法与应用

说明书

本发明提供一种ZMAT系微波陶瓷材料及其制备方法，涉及信息功能材料领域。该陶瓷材料包括主晶相与改性添加物，主晶相又包括主材和辅材。主晶相的化学通式为Mg₂Sn_xSi_5+2xAl_4‑4xO₁₈·aZr_1‑3yLa_4yTiO₄，其中0.05x0.1，0.1y0.3，0.01a0.05。其中Mg₂Sn_xSi_5+2xAl_4‑4xO₁₈为主材的化学通式，Zr_1‑3yLa_4yTiO₄为辅材的化学通式。主晶相在陶瓷材料中的质量分数为98～99.5wt％，改性添加物在所述陶瓷材料中的质量分数为0.5～2wt％。改性添加物选自SrCO₃、BaCO₃、TiO₂、Nb₂O₅、Sb₂O₃和MnCO₃中的一种或一种以上混合物。本发明的陶瓷材料是一种无铅环保型材料，其是采用固相法分别合成主材Mg₂Sn_xSi_5+2xAl_4‑4xO₁₈以及辅材Zr_1‑3yLa_4yTiO₄，制备出均匀的粉末态陶瓷材料，粉材烧结后得到室温介电常数介于5～8之间，Qf值≥60000GHz，温度系数τf(‑40～85℃)：±10ppm/℃的微波陶瓷材料，满足微波器件的相关微波性能要求。

技术领域

本发明涉及信息功能材料领域，且特别涉及一种ZMAT系微波陶瓷材料及其制备方法与应用。

背景技术

随着卫星通信和军用雷达等微波通信技术的高频化发展，具有高品质因数低介电常数与近零的谐振频率温度系数的微波介质陶瓷材料备受重视。在微波毫米波通信领域中作为滤波器、谐振器、天线片等微波元件，低介电常数陶瓷能够有效的降低信号的交互耦合作用，并大大提高信号传输速度与响应速度。兼具高品质因数、低介电常数与近零的谐振频率温度系数的微波介质陶瓷材料，在市场上较为稀缺。

发明内容

本发明的目的在于提供一种微波陶瓷材料及其制备方法，以满足市场对高品质因数、低介电常数与近零的谐振频率温度系数的微波介质陶瓷材料的需求。本发明采用了以下技术方案来实现目的。

一种ZMAT系微波陶瓷材料，包括主晶相和改性添加物，所述主晶相包括主材和辅材。所述主晶相的化学通式为Mg₂Sn_xSi_5+2xAl_4-4xO₁₈·aZr_1-3yLa_4yTiO₄，其中0.05x0.1，0.1y0.3，0.01a0.05；其中Mg₂Sn_xSi_5+2xAl_4-4xO₁₈为所述主材的化学通式，Zr_1-3yLa_4yTiO₄为所述辅材的化学通式；所述主晶相在所述陶瓷材料中的质量分数为98～99.5wt％；所述改性添加物在所述陶瓷材料中的质量分数为0.5～2wt％。其中，ZMAT系表示锆(Zr)镁(Mg)铝(Al)钛(Ti)系。

进一步地，该ZMAT系微波陶瓷材料的主晶相中，0.06≤x≤0.09，0.15≤y≤0.25，0.015≤a≤0.045。