[发明专利]一种频率温度特性优异的中温烧结微波介质材料

说明书

本发明公开了一种频率温度特性优异的中温烧结微波介质材料，合成物表达式为(1‑x)MgTiO₃—xCa_0.8Sr_0.2TiO₃，其中x＝0.01～0.09。先将MgO、和TiO₂按化学计量式MgTiO₃配料，同时将CaO、SrO与TiO₂按化学计量式配料，分别球磨、烘干，过40筛后于800～1000℃预烧；再将预烧后的MgTiO₃与Ca_0.8Sr_0.2TiO₃粉料按化学计量式进行配料，同时掺入3wt％的MgF₂，进行造粒，再压制成生坯，生坯于1225℃～1275℃烧结，制成频率温度特性优异的微波介质材料。本发明在最佳1225℃烧结温度下，相比于纯相MgTiO₃，该材料制品的τ_f值可优化至0±1ppm/℃，温度稳定性好，且具有较高品质因数，同时兼具较高的ε_r值(17.09～23.69)。制备工艺简单，制成的微波介质基板具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于一种以成分为特征的介质材料组合物，涉及一种频率温度特性优异的中温烧结微波介质材料。

背景技术

随着微波通信的迅猛发展，电子元器件正向着高度集成化、小型化、高可靠性、低成本方向发展。器件的瓶颈往往取决于材料的性能，微波材料的性能极限，决定着当前微波通信的尺寸大小，因而对微波介质材料的需求非常迫切。特别是介电常数在20左右，具有超低损耗，谐振频率温度系数近零的微波介质陶瓷，远远不能满足当前市场需求。

MgTiO₃因其具有适中的介电常数(ε_r～17.4)，和较低的介电损耗(Qf～160000GHz)而被广泛研究使用。但其温度稳定性不够优越(τ_f～-55ppm/℃)，且烧结温度较高，难以满足日益苛刻的市场需求。因此，本发明采用掺杂Ca_0.8Sr_0.2TiO₃的方式，对MgTiO₃进行改性，同时掺入MgF₂降低烧结温度，获得的介质体系具有近零的谐振频率温度系数，是一种很有前景的微波介质材料。

发明内容

本发明的目的，是克服现有的MgTiO₃微波介质材料烧结温度高、温度稳定性较差的缺点，提供一种频率温度特性优异的中温烧结微波介质材料。

本发明通过如下技术方案予以实现。

一种频率温度特性优异的中温烧结微波介质材料，合成物表达式为(1-x)MgTiO₃—xCa_0.8Sr_0.2TiO₃，其中x＝0.01～0.09；

上述中温烧结微波介质材料的制备方法，具有如下步骤：

(1)将MgO、和TiO₂按化学计量式MgTiO₃进行配料，同时将CaO、SrO与TiO₂按化学计量式Ca_0.8Sr_0.2TiO₃进行配料，分别放入聚酯罐中，加入去离子水和锆球后，球磨4～8小时；

(2)将步骤(1)球磨后的2种原料放入干燥箱中，于100～120℃烘干，然后分别过40目筛；

(3)将步骤(2)过筛后的2种粉料放入中温炉中，于800～1000℃预烧，保温2～8小时，然后分别过40目筛；