[发明专利]低温烧结温度稳定型介质波导用微波介质陶瓷及制备方法

说明书

本发明公开了一种低温烧结温度稳定型介质波导用微波介质陶瓷，其包括主成分和烧结助剂，该主成分的物相包括MgTiO₃、CaTiO₃和Li_0.5Nd_0.5TiO₃，该微波介质陶瓷是以MgO、TiO₂、CaCO₃、Li₂CO₃、Nd₂O₃为原料，MgO的摩尔比为a，TiO₂的摩尔比为b，CaCO₃的摩尔比为c，Li₂CO₃的摩尔比为d，Nd₂O₃的摩尔比为e，0.20≤a≤0.30，0.5≤b≤0.7，0.03≤c≤0.05，0.02≤d≤0.04，0.05≤e≤0.15，a+b+c+d+e＝1。该微波介质陶瓷的介电常数为20左右，损耗低，温度稳定性好，烧结温度较低，可以满足介质波导器件材料的要求。

技术领域

本发明属于电子陶瓷及其制备技术领域，具体地，涉及一种低温烧结温度稳定型介质波导用微波介质陶瓷及其制备方法。

背景技术

微波介质陶瓷是近几十年来发展起来的一种新型功能陶瓷，它是制造微波介质谐振器和滤波器的关键材料。它在原来微波铁氧体的基础上，对配方和制造工艺都进行了大幅的升级换代，使之具有适宜的介电常数、低微波损耗、近零的温度系数等优良性能，适于制作现代各种微波器件，如电子对抗、导航、通讯、雷达、家用卫星直播电视接收机和移动电话等设备中的稳频振荡器、滤波器、双工器等，能满足微波电路小型化、集成化、高可靠性和低成本的要求。

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。移动通信基站系统中需要使用滤波器和谐振器，随着5G时代的到来，介电常数为20左右，品质因数值70000以上且谐振频率温度系数近零的微波介质陶瓷成为生产滤波器及谐振器的需求的最核心材料。目前，介质波导用微波介质陶瓷材料多以MgO-TiO₂陶瓷为主，其损耗较低，合成工艺简单，原材料价格低廉，但是这类陶瓷的温度稳定性较差，烧结温度较高，从而限制了其实际应用。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种低温烧结温度稳定型介质波导用微波介质陶瓷及其制备方法；该微波介质陶瓷的介电常数为20左右，损耗低，谐振频率温度系数近零，温度稳定性好，具有优异的微波介电性能，且烧结温度较低，可以满足介质波导器件材料的高要求。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种低温烧结温度稳定型介质波导用微波介质陶瓷，其特征在于：该微波介质陶瓷包括主成分和烧结助剂，该主成分的物相包括MgTiO₃、CaTiO₃和Li_0.5Nd_0.5TiO₃，该微波介质陶瓷是以MgO、TiO₂、CaCO₃、Li₂CO₃、Nd₂O₃为原料，MgO的摩尔比为a，TiO₂的摩尔比为b，CaCO₃的摩尔比为c，Li₂CO₃的摩尔比为d，Nd₂O₃的摩尔比为e，a、b、c、d、e满足以下条件：0.20≤a≤0.30，0.5≤b≤0.7，0.03≤c≤0.05，0.02≤d≤0.04，0.05≤e≤0.15，a+b+c+d+e＝1；

该烧结助剂的化学组成为xLi₂CO₃-ySiO₂，其中，x、y分别表示摩尔比，且0.6≤x≤0.8，0.2≤y≤0.4，x+y＝1。