[发明专利]一种超低损耗的锂镁钛基微波介质陶瓷及其制备方法

说明书

本发明属于特种陶瓷制备工艺技术领域，特别涉及一种超低损耗锂镁钛基微波介质陶瓷材料及其制备方法。该其组成为Li₂Mg₃Ti_1‑x(Mg_1/3A_2/3)_xO₆，其中A=Nb⁵⁺或Ta⁵，0≤x≤0.25；先将Li₂CO₃，MgO，TiO₂，Nb₂O₅，Ta₂O₅，原料按化学式配料，球磨、烘干、过筛，再于1000~1150℃预烧4小时；造粒后压制成型为坯体，并将坯体放进装满物相相同的预烧粉料的铂金坩埚中于1500~1650℃烧结，制得微波介质陶瓷。本发明由于采用(Mg_1/3A_2/3)⁴⁺（A=Nb⁵⁺或Ta⁵⁺）对Ti⁴⁺进行置换，并将坯体放进装满物相相同的预烧粉料的铂金坩埚中进行烧结，有效抑制杂相的出现，进而提高了微波介电性能，其介电常数为13.83~15.40，谐振频率温度系数达到‑2.16~‑14.27ppm/℃，而品质因数达到152,400~208,900GHz。本发明制备工艺简单，过程环保，是一种具有前途的微波介质材料。

技术领域

本发明属于特种陶瓷制备工艺技术领域，特别涉及一种超低损耗的锂镁钛基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材料完成微波信号处理的一种陶瓷，是一种新型的电子功能陶瓷。随着互联网技术的迅猛发展，信息容量呈指数性增长，应用频率朝着更高的频段发展，便携式终端和移动通信进一步向着小型化、高集成化和高可稳定性等方向发展。同时，介质谐振器、滤波器、电容器等器件在电磁波的接受与发送、能量与信号耦合及筛选频率等方面有待进一步的提高，这就对微波电路中的元器件提出了更高要求，开发小型化、高稳定、廉价及高集成化的新型微波介质陶瓷已成为当今研究开发的焦点。

微波介质陶瓷作为制造微波元器件的关键部分，应满足如下性能要求：（1）相对介电常数ε_r要尽量的高，这可以让器件更加小型化；（2）谐振频率温度系数τf要尽可能的接近0，这样才能使器件工作时有较好的稳定性；（3）品质因数Q·f值要高，这样才能有优良的选频特性。根据相对介电常数εr的大小与使用频段的不同，通常可将已被开发和正在开发的微波介质陶瓷分为超低介电常数微波介电陶瓷，低ε_r和高Q值的微波介电陶瓷，中等ε_r和Q值的微波介电陶瓷，高ε_r低Q值微波介电陶瓷4类。