[发明专利]一种微波介质陶瓷材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及信息功能材料技术领域，特别涉及一种微波介质陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

微波介质陶瓷（MWDC）是指在微波频段电路中作为介质层并完成一种或多种功能的陶瓷，其微波频率范围从300MHz～3000GHz，波长从1mm到0.1mm，是现代通信广泛使用的谐振器、滤波器、介质导波回路等微波元器件的关键材料，在雷达、汽车电话、无绳电话、GPS天线等方面具有广泛的应用。它具有高的介电常数，微波损耗低，频率温度系数小等优异的微波介电性能，成为近年来国内外微波介质材料研究领域的一个热点方向。

70年代初美国的Bryan等首先研制成介电常数为38的BaTi₄O₉材料，接着美国的Bell实验室研制成功了温度稳定性好的Ba₂Ti₉O₂₀，实现了介质谐振器的实用化，揭开了微波介质陶瓷发展史的帷幕。

随着微波技术不断推向毫米波和亚毫米波的高频方向以及移动通信和便携式终端向着小型化、轻量化、集成化、高可靠性和低成本方向发展，寻找高ε_r、高Q值和低τ_f的新材料成为当今微波介质陶瓷研究中的一个十分活跃的热点。如中国发明专利CN102898135A公布的一种高介电常数微波介质陶瓷材料及其制备方法，用高介电的Ca_0.8Sr_0.2TiO₃和具有大的负谐振频率温度系数的Li_0.5Sm_0.5TiO₃组合制备高介电常数的微波介质陶瓷材料，该材料具有较高的介电常数，但是品质因子较小，谐振频率温度系数绝对值较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高介电常数、低谐振频率温度系数、损耗较低、工艺简单的微波介质陶瓷材料及其制备方法。

解决上述问题的技术方案为：一种微波介质陶瓷材料，该微波介质陶瓷是以CaTiO₃、SrTiO₃、Sm₂O₃、Li₂CO₃和TiO₂为原料，按表达式Ca_0.6Sr_0.4）_x（Li_0.5Sm_0.5）_1-xTiO₃摩尔比例配料，其中0.5≦x≦0.7。

上述微波介质陶瓷材料的制备方法包括如下步骤：

（1）合成Li补偿（Ca_0.6Sr_0.4）_x（Li_0.5Sm_0.5）_1-xTiO₃粉体：以CaTiO₃、SrTiO₃、Sm₂O₃、Li₂CO₃和TiO₂为原料，按CaTiO₃：SrTiO₃：Sm₂O₃：Li₂CO₃：TiO₂=0.6x：0.4x：（0.5-0.5x）：(0.5-0.5x+δ-δx)：1摩尔比例混合,球磨过筛，烘干，在1050～1100℃保温2-4小时进行预烧，把所得粉体进行二次球磨过筛，获得Li补偿（Ca_0.6Sr_0.4）_x（Li_0.5Sm_0.5）_1-xTiO₃粉体，其中，0.5≦x≦0.7,0δ≦0.05；