[发明专利]一种微波介质陶瓷及其制备方法

说明书

本发明公开了一种微波介质陶瓷及其制备方法，该陶瓷化学组成的表达式为aCaO·bSrO·cLn₂O₃·dNb₂O₅·eTiO₂(I)，其中Ln＝Y，Nd或Sm。所述微波介质陶瓷含有稀土元素Y，Nd或Sm氧化物，具有良好的微波介电性能，所述两种稀土元素氧化物与Nb₂O₅和TiO₂经过烧结，共同作用得到的微波介质陶瓷具有良好的微波介电性能。

技术领域

本发明涉及陶瓷材料领域，特别涉及一种微波介质陶瓷及其制备方法。

背景技术

移动通信基站系统中需要使用滤波器和谐振器，而生产滤波器及谐振器的最核心原材料是介电常数为45，Q×F值40000以上的微波介质陶瓷粉。该陶瓷粉主要用于谐振器、滤波器、介质天线、介质导波回路等微波元器件，可用于移动通讯、卫星通讯和军用雷达等方面。随着科学技术日新月异的发展，通信信息量的迅猛增加，以及人们对无线通信的要求，使用卫星通讯和卫星直播电视等微波通信系统己成为当前通信技术发展的必然趋势。

微波介质陶瓷粉制成的微波介质陶瓷是近30年来迅速发展起来的新型功能电子陶瓷，它具有损耗低、频率温度系数小、介电常数高等特点。现目前介电常数为45的微波介质陶瓷原料发展得最快和最好的是日本，微波陶瓷材料和器件的生产水平以日本Murata[村田]公司、美国Trans-Tech公司、英国Filtronic[飞创]等公司为最高,年产值均达十亿美元以上。随着国际及国内移动通信业向4G发展，移动通信用基站建设中需要大量使用介电常数45的陶瓷谐振器及滤波器。现目前国内介电常数45的高QxFo[陶瓷品质因素]值微波介质原料还是一片空白，现阶段几乎全部被日本垄断，其它国家使用此规格原料粉都需要从日本进口且价格昂贵交期长。

具有钙钛矿结构的CaTiO₃-NdAlO₃系陶瓷材料具有优异的微波介电性能：r≈45,Q×f≥44000GHz,τf≈0ppm/℃。但是由于稀土氧化物Nd₂O₃价格较贵，一定程度上限制了该材料的商业化应用。相对而言，同系稀土氧化物Sm₂O₃、La₂O₃的价格比较低廉，可取代Nd₂O₃并且具有良好的微波介电性能。本专利通过对其配方的改进与制备工艺的优化，旨在获得一种可替代CaTiO₃-NdAlO₃、有实用价值的新型微波介质陶瓷，以满足通信基站等系统的技术需求。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的是提供一种微波介质陶瓷及其制备方法。

本发明的第一方面提供一种微波介质陶瓷，其化学组成表达式为式(I)，aCaO·bSrO·cLn₂O₃·dNb₂O₅·eTiO₂(I)，

其中Ln＝Y，Nd或Sm，10mol％≤a≤25mol％，5mol％≤b≤25mol％，0mol％c≤20mol％，15mol％≤d≤25mol％，10mol％≤e≤50mol％，且a+b+c+d+e＝100％。

优选地，所述a满足以下条件：15mol％≤a≤20mol％。

优选地，所述b满足以下条件：10mol％≤b≤15mol％。

优选地，所述c满足以下条件：0.01mol％≤c≤10mol％。

优选地，所述d满足以下条件：18mol％≤d≤22mol％。

优选地，所述e满足以下条件：30mol％≤e≤40mol％。