[发明专利]一种高Q值微波介质陶瓷材料及其制备方法

说明书

一种高Q值微波介质陶瓷材料及其制备方法，该微波介质陶瓷材料包括陶瓷基料，所述陶瓷基料的化学表达式为Ca_1+xSm_1‑x‑yNd_yAl_1‑xTi_xO₄，其中，x、y均代表摩尔分数，且0＜x＜0.3，0＜y＜0.3。实验表明，该微波介质陶瓷材料具有低损耗、频率温度系数近零的特性，可作为5G滤波器、微波天线等微波元器件应用，具有较大的使用价值。

技术领域

本发明属于电子陶瓷材料领域，尤其是涉及一种高Q值微波介质陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

微波介质陶瓷是指应用于微波频段电路中作为介质材料并完成一种或多种功能的陶瓷，在现代通讯中被广泛作为谐振器、滤波器等元器件，在军事雷达、飞机、移动通讯等方面均有广泛应用。随着高频通信技术的发展，特别是5G通信技术的兴起和迅速发展，对微波介质陶瓷材料提出了更高的要求，需要低损耗，高温度稳定性，以保证元器件能在一定的温度范围内工作，性能不会恶化。微波介质陶瓷中介电常数在20左右的高Q值介质材料是重要的分支。

已有的中介电常数微波介质陶瓷的体系中，Ba(Mg_1/3Ta_2/3)O₃因其原材料价格高昂导致使用范围被限制；MgTiO₃-CaTiO₃虽然原材料价格较为便宜，但其Q*f值难以提升，强度不高，在特殊领域应用受到限制。

以CaSmAlO₄为代表，具有四方K₂NiF₄层状钙钛矿结构微波介质陶瓷是近年来兴起的一个分支。CaSmAlO₄体系微波介质陶瓷具有较高的品质因数，Q*f通常大于60000GHz，但其温度系数偏负，一般小于-10ppm/℃。针对该问题，通常采用组分调整或者掺杂改性方式解决。中国专利CN103833360B公开了一种微波介质陶瓷材料的制备方法，其主要内容为：合成化合物A(化学式Ca_1+δSm_MNd_NAlO₄，0≤δ≤0.04，M+N＝1)、化合物B(Ca_XTiO3，X＝1或2)，另外还需合成助烧剂；之后按化合物A摩尔比为70％～97％，化合物B摩尔比为3％～30％，再添加陶瓷基料质量比0.2％～1.25％的助烧剂进行混合，烧结后得到微波介质陶瓷，该发明虽然能得到品质因子较高，温度系数近零的微波介质陶瓷，但其工艺合成较复杂，需要分别合成化合物A、化合物B及助烧剂。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的不足，提供一种高Q值高温度稳定性的微波介质陶瓷材料及其制备方法，简化微波介质陶瓷材料的制备工艺，降低生产成本。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种高Q值微波介质陶瓷材料，包括陶瓷基料，所述陶瓷基料的化学表达式为Ca_1+xSm_1-x-yNd_yAl_1-xTi_xO₄，其中，x、y均代表摩尔分数，且0＜x＜0.3，0＜y＜0.3。

进一步地：

还包括Nb₂O₅添加剂，所述陶瓷基料与所述Nb₂O₅添加剂的质量比为1:0～1:0.02。

所述Nb₂O₅添加剂的纯度＞99.9％，粒度为0.5～2.0μm。