[发明专利]一种高Q值微波介质陶瓷及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种以氧化物为基础的以成分为特征的陶瓷化合物，更确切的说，是关于一种以铌酸镁(MgNb₂O₆)和钽酸锌(ZnTa₂O₆)复合的陶瓷化合物及其制备方法，属于材料科学技术领域。

背景技术

微波介质陶瓷是指应用于微波频段(300MHz～3000GHz)电路中作为介质材料完成一种或多种功能的陶瓷，是微波器件的核心材料。近二十年来，由于微波技术设备向小型化、集成化与高频化，尤其是向民用产品的大产量、低价格方向的迅速发展，目前已开发出了一大批适用于微波频段的微波介质陶瓷材料。应用于微波电路的介质陶瓷，应满足如下介电特征的要求：(1)高的相对介电常数ε_r以减小器件的尺寸，一般要求ε_r≥20；(2)高的品质因数Q以降低噪音，一般要求Q×f≥3000；(3)接近零的频率温度系数τ_f以保证器件的温度稳定性。根据微波材料的性能，微波介质陶瓷可分为三类：(1)高介电常数低Q值的微波介质陶瓷，主要应用于对微型化要求较高的手持移动通讯设备；(2)高Q值低介电常数微波介质陶瓷，主要应用于毫米波通讯以及微波电路基板。(3)高Q值近零谐振频率温度系数的微波介质陶瓷，用于对信息的传输量和精度要求较高的卫星以及地面通讯的基站。MgNb₂O₆和ZnTa₂O₆都具有优异的微波介电性能。如《日本应用物理》杂志(Japanese journal of applied physics)在1997年发表了一篇题为《微波频率下AB₂O₆化合物的介电性能(A＝Ca，Mg，Mn，Co，Ni，Zn，以及B＝Nb，Ta)》(Dielectric Properties of AB₂O₆ Compounds at MicrowaveFrequencies(A＝Ca，Mg，Mn，Co，Ni，Zn，and B＝Nb，Ta))(Japanese journalof applied physics，vol.36，issue Part 2，No.10A，PP.L1318-L1320)中报道了1300℃烧成2小时的MgNb₂O₆的微波介电性能为ε_r＝21.4，τ_f＝-70，Qf＝93800GHz。《合金及化合物》杂志(Journal of Alloys and Compounds)在2002年的一篇文章《微结构对ZnTa₂O₆低介电损耗陶瓷微波介电性能的影响》(Influence of microstructure on microwave dielectric properties ofZnTa₂O₆ ceramics with low dielectric loss)(Journal of Alloys andCompounds，vol.337，issue 1-2，pp.303-308)报道了1400℃烧成2小时的ZnTa₂O₆介电性能为ε_r＝32.3，τ_f＝9.5，Qf＝67580GHz。这两种微波介质陶瓷都具有较高的品质因数，为了得到谐振频率温度系数可调而又具有较高Q值的微波介质陶瓷材料，常用的方法就是把两种具有相反谐振频率温度系数的陶瓷进行复合。

目前尚未见到将MgNb₂O₆与ZnTa₂O₆复合成高Q值近频率温度系数可调微波介质陶瓷的报道。

发明内容

本发明目的是克服单独的铌酸镁和或酸锌微波介质陶瓷频率温度系数不可调缺点，通过两者的复合获得一种频率温度系数可调、具有较高品质因子的微波介质陶瓷，同时提供了铌酸镁和钽酸锌复合微波介质陶瓷的组成配方和制造该介质陶瓷产品的方法。

本发明通过下列方案予以实现。

一种高Q值微波介质陶瓷，其特征是由铌酸镁(MgNb₂O₆)和钽酸锌(ZnTa₂O₆)组成。

按重量百分比，其中：

铌酸镁    2.5％～12.5％；