[发明专利]一种高Q值镁钛系微波介质陶瓷及其制备方法

说明书

本发明提供了一种高Q值镁钛系微波介质陶瓷及其制备方法。所述镁钛系微波介质陶瓷的组成表达式为xMgTiO3‑(1‑x)Mg2TiO4，且0<x≤0.98。所述制备方法包括：1)按上述表达式的化学计量比称量镁源和钛源，0<x≤0.98，对称量好的镁源和钛源进行一次球磨，得到一次球磨后的原料；2)将一次球磨后的原料烘干并研磨，得到粉料；3)对粉料进行煅烧，得到煅烧后的粉料；4)对煅烧后的粉料进行二次球磨，对二次球磨得到的粉料进行烘干，之后加入粘合剂进行造粒，再进行成型，得到生坯；5)对生坯进行烧结，得到镁钛系微波介质陶瓷。所述微波介质陶瓷的Q值可达219423GHz。

技术领域

本发明属于微波介质材料制造技术领域，涉及一种镁钛系微波介质陶瓷及其制备方法，尤其涉及一种高Q值镁钛系微波介质陶瓷。

背景技术

微波介质陶瓷材料是指应用于特定微波频段(主要在300MHz～30GHz)电路中的电介质材料，由于其具有低损耗、高温度稳定性的特点，而被广泛应用在现代通讯领域中，是用作谐振器、滤波器介质导波回路等重要元器件的关键材料。近年来通讯技术的飞速发展，尤其是随着5G时代的到来，对微波介质陶瓷提出了更高的要求，因此高品质因数低损耗的微波介质陶瓷材料得到了广泛的研究。

在现有的高Q值的微波介质陶瓷体系中，大部分具有较高的烧结温度，如Al2O3；或者采用贵重的金属元素，如锂镁铌系微波介质陶瓷，这大大增加了生产成本，限制了移动通信等领域的微波介质器件的开发利用。

镁钛系微波介质陶瓷是近年来开发的新型微波介质陶瓷，具有较好的微波介电性能，但是这种材料的Q×f值在80000～100000GHz，还是不足以应用于5G技术，因此尽可能提高Q×f，研究新型镁钛微波介质陶瓷变得越来越重要。

CN106810209A公开了一种高Q值锂镁钛系微波介质陶瓷，其组成为Li2.1Mg3Ti1-xSnxO6(其中0.02≤x≤0.08)，先将Li2CO3、MgO、TiO2、SnO2原料按化学式配料，再球磨、烘干、过筛、造粒后压制成型为坯体，于1325～1400℃烧结，制得微波介质陶瓷。本发明介电常数为12.88～13.31，品质因数为155000～168000GHz，谐振频率温度系数为-27.51～-35.50ppm/℃。该方案的缺点是，品质因数依然偏低，且使用Li和Sn，使得原料成本提升。

因此，开发能够具有更高Q×f值的镁钛陶瓷，使其满足在高频微波电路中的应用，在本领域有着重要的意义。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种高Q值镁钛系微波介质陶瓷及其制备方法。本发明提供的高Q值镁钛系微波介质陶瓷的Q×f值极高，可达219423GHz，且制备方法工艺简单，无污染。本发明中所称Q值均指Q×f值，即品质因数值。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：