[发明专利]一种高介电常数微波介质陶瓷材料

说明书

本发明提供了一种高介电常数微波介质陶瓷材料，包括质量百分比为91％～97％的基体材料和质量百分比为3％～9％的改性添加剂；所述基体材料的组成表达式为Ba_6‑3xR_8+2xTi₁₈O₅₄，其中，0.1≤x≤1，R选自Nd和Sm中的一种或两种；所述改性添加剂包括第一添加剂和第二添加剂，所述第一添加剂选自MgO、SiO₂和CaCO₃中的至少一种，所述第二添加剂选自Al₂O₃和MnCO₃中的一种或两种。还提供了一种高介电常数微波介质陶瓷材料的制备方法。本发明提供的微波介质陶瓷材料具有介电可调的高介电常数、高品质因数、近零范围内可调的谐振频率温度系数、高抗热震性的优异性能。并且，本发明提供的微波介质陶瓷材料的制备方法具有制备方法简便，易于批量生产的特点。

技术领域

本发明属于微波介质陶瓷技术领域，尤其涉及一种高介电常数微波介质陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

步入21世纪以来，通信技术的发展日新月异，更新换代迅速，通信的传输速率更快，传输质量更高，延时更低，逐步向着万物互联的方向进发，对天线及射频器件提出了高频率、小型化、温度稳定的要求。因此，未来对高介电常数的微波介质陶瓷材料本身的性能要求会越来越高，故亟需开发一种介电可调、高品质因数、近零谐振频率温度系数的高介电常数微波介质陶瓷材料。

BaO-Ln₂O₃-TiO₂(Ln代表部分稀土元素)是高介电常数微波介质陶瓷材料中最典型的一种，其中Ba_6-3xLn_8+2xTi₁₈O₅₄(Ln通常为La、Sm、Nd等)最具有代表性。Ba_6-3xSm_8+2xTi₁₈O₅₄和Ba_6-3xNd_8+2xTi₁₈O₅₄的介电性能最佳，但谐振频率温度系数偏离近零点，抗热震性能较差，且在高温烧结过程中，陶瓷体容易出现“黑心”问题，极大的限制了该微波介质陶瓷材料体系的应用。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种高品质因数、近零谐振频率温度系数、高抗热震性、介电可调的高介电常数微波介质陶瓷材料及其制备方法。

根据本发明的实施例的一方面提供的高介电常数微波介质陶瓷材料，所述陶瓷材料包括质量百分比为91％～97％的基体材料和质量百分比为3％～9％的改性添加剂；所述基体材料的组成表达式为Ba_6-3xR_8+2xTi₁₈O₅₄，其中，0.1≤x≤1，R选自Nd(钕)和Sm(钐)中的一种或两种；所述改性添加剂包括第一添加剂和第二添加剂，所述第一添加剂选自MgO、SiO₂和CaCO₃中的至少一种，所述第二添加剂选自Al₂O₃和MnCO₃中的一种或两种。

在上述一方面提供的高介电常数微波介质陶瓷材料的一个示例中，R选自Nd(钕)和Sm(钐)中的一种或两种，且所述R还掺杂有La(镧)、Eu(铕)、Bi(铋)和Sb(锑)中的至少一种。

在上述一方面提供的高介电常数微波介质陶瓷材料的一个示例中，以所述微波介质陶瓷材料的总质量为计，所述第一添加剂的质量百分比为2％～7％，所述第二添加剂的质量百分比为0.1％～2％。