[发明专利]高品质因数的微晶玻璃及其制备方法

说明书

技术领域

本发明具体涉及一种高品质因数的微晶玻璃及其制备方法，属于微波介质材料技术领域。

背景技术

随着微波通讯的不断发展，微波介质材料的研究有了突飞猛进的发展，被广泛应用于军事、航空航天、电子封装等领域。通过控制晶化得到的微晶玻璃，兼具玻璃和陶瓷的特点，由于具有显微结构均匀、无气孔、加工可适应性强、各项性能可通过改变玻璃的化学组成和热历史在大范围内可调等独特的优点，引起研究者的广泛关注。

德国专利DE2700333提出了一种MgO-Al₂O₃-SiO₂-TiO₂-REO_x系统微晶玻璃材料，具体组成为MgO5～15wt%、Al₂O₃20～30wt%、SiO₂31～45wt%、TiO₂15～25wt%、REO_x14～17wt%，其中REO_x为CeO₂、La₂O₃、Pr₂O₃、Nd₂O₃四种稀土氧化物，此材料的介电常数约为10，介电损耗(3～5)×10^-4，可用作集成电路的基板或者代替氧化铝陶瓷。而该微晶玻璃由于同时引入多种稀土氧化物使得系统变得复杂，难以保证工艺上的重复性、稳定性和均匀性。中国专利CN 1202469A只引入单一的稀土氧化物CeO₂，材料组成为MgO5～10wt%、Al₂O₃18～25wt%、SiO₂28～35wt%、TiO₂18～27wt%、CeO₂13～19wt%，其介电常数在9～15之间，同时介电损耗也能控制在6×10^-4以下（f>1GHz），是一类实用的高频低损耗微波介质材料。为进一步提高介电常数，中国专利CN1250754A通过增加TiO₂的含量形成以金红石相为主晶相的微晶玻璃，从而使介电常数在大于1GHz的频率下最高可达到20。随后，中国专利CN1459101A为了改善玻璃的形成能力和扩大材料的晶化范围，显著增加玻璃形成体SiO₂和玻璃中间体Al₂O₃的含量，降低高介电常数组分TiO₂，将材料的介电常数扩展至7～11的较低范围，其组成为MgO7～9wt%、Al₂O₃24～29wt%、SiO₂33～46wt%、TiO₂7～18wt%、CeO₂16～20wt%。

本申请的发明人曾就MgO-Al₂O₃-SiO₂-TiO₂-La₂O₃（MASTL）系统微晶玻璃（申请号CN201310504591.1）向中国专利局提交了申请，材料的具体组成为：MgO6～9wt%、Al₂O₃19～27wt%、SiO₂26～37wt%、TiO₂15～21wt%、CeO₂0～7wt%、La₂O₃7～32wt%，其在10GHz左右的频率下的介电常数为9～13，介电损耗为4.6×10^-4～5.8×10^-4。而该专利申请的微晶玻璃的品质因数Q×f较低，在信号传输过程中损耗较高，信噪比较差，若能进一步提高其Q×f，能优化现有器件的性能，并扩展其应用范围。

发明内容

本发明针对专利申请CN201310504591.1中系统微晶玻璃的品质因数Qf较低，在信号传输过程中损耗较高的技术问题，目的在于提供一种高品质因数的微晶玻璃。

本发明高品质因数的微晶玻璃由下列组分组成：