[发明专利]一种5G陶瓷滤波器材料、其低温烧结方法及应用

说明书

本发明涉及一种滤波器材料，特别涉及一种5G陶瓷滤波器材料、其低温烧结方法及应用，属于陶瓷材料技术领域。一种5G陶瓷滤波器材料的低温烧结方法，该方法包括如下步骤：S1、根据陶瓷材料的化学计量比进行原料的配料；S2、将所述原料混合后进行高能球磨处理，得到陶瓷粉体；所述高能球磨为采用碳化钨磨罐及磨球的干磨工艺，所述的磨球是4‑6毫米直径的磨球、8‑10毫米直径的磨球中的一种或两种组合，球：料重量比为20∶1～80∶1；S3、将步骤S2得到的陶瓷粉体干压成型，制成圆片，在1000～1300℃的温度下烧结，保温时间为1～12h，得到产品。

技术领域

本发明涉及一种滤波器材料，特别涉及一种5G陶瓷滤波器材料、其低温烧结方法及应用，属于陶瓷材料技术领域。

背景技术

随着5G的逐渐实施，基站用滤波器由原来的金属腔变成介质陶瓷，称为陶瓷滤波器。根据电磁学原理，谐振器的尺寸和电介质材料的介电常数的平方根成反比。所以一个给定频率的滤波器来说，电介质材料的介电常数越大，所需要的电介质陶瓷的体积就越小，也就是说滤波器的尺寸也就越小。因此，微波介质陶瓷材料的高介电常数有利于微波介质滤波器的小型化、集成化。

目前5G基站用陶瓷滤波器主要采用传统的陶瓷材料制备工艺，其中粉体处理过程主要涉及湿法球磨工艺，但是该工艺也具有弊端：一方面湿法球磨只能起到一般的混合作用，另一方面，工艺比较耗时。这种情况下生产的陶瓷滤波器需要较高的烧结温度(＞1300℃)，对于烧结温度超过1300℃的陶瓷滤波器材料还无法适用，因此如何制备陶瓷滤波器并降低烧结温度是亟需解决的技术难点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种5G陶瓷滤波器材料的低温烧结方法，该方法通过对球磨工艺的改进，实现了材料的低温烧结，同时简化了制备工艺，缩短了工时。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种5G陶瓷滤波器材料的低温烧结方法，该方法包括如下步骤：

S1、根据陶瓷材料的化学计量比进行原料的配料；

S2、将所述原料混合后进行高能球磨处理，得到陶瓷粉体；

所述高能球磨为采用碳化钨磨罐及磨球的干磨工艺，所述的磨球是4-6毫米直径的磨球、8-10毫米直径的磨球中的一种或两种组合，球料重量比为20∶1～80∶1；

S3、将步骤S2得到的陶瓷粉体干压成型，制成圆片，在1000～1300℃的温度下烧结，保温时间为l～12h，得到产品。

本发明中，对得到的产品进行性能方面的检测，具体是用热膨胀仪测量圆片生坯的烧结曲线，根据烧结曲线总结出粉体的烧结性能；另外，实验后经动态烧结的样品用于密度测量。

所述高能球磨区别于传统的以无水乙醇或去离子水为介质的湿法球磨，不采用任何液体介质。

本发明提供的陶瓷材料化学通式为：(1-x)MgTiO₃-xCaTiO₃，并包括Bi₂O₃、CuO、MnO₂、CoO等微量掺杂成分中的一种或几种，以(1-x)MgTiO_3-xCaTiO₃的重量计为100％，各种掺杂成分总量重量百分比不超过3％。在本发明中，所述化学通式中，其中，x优选为0.005-0.10，各种微量掺杂成分总量重量百分比不超过3％。该陶瓷材料采用现有的湿法球磨工艺需要＞1300℃的温度烧结。由于烧结温度过高导致晶粒生长过大，机械性能严重下降；同时高温带来更大的能耗问题。

本发明提供的5G陶瓷滤波器材料以(Mg_0.95Ca_0.05)TiO₃为基体，微量掺杂成分用以材料改性。

在本发明中，所述碳化钨球磨罐容量为250毫升或500毫升，优选为500毫升。