[发明专利]低温烧结微波介质材料Ca5Ni4-xMgxV6O24及其制备方法

说明书

本发明属于电子陶瓷材料技术领域，提供低温烧结微波介质材料Ca₅Ni_4‑xMg_xV₆O₂₄及其制备方法；所述低温烧结微波介质材料的化学通式为：Ca₅Ni_4‑xMg_xV₆O₂₄，其中，0<x≤2；其晶相为A₃B₂V₃O₁₂立方石榴石相，其中，Ca占据A位，Ni、Mg共同占据B位。本发明微波介质材料有着低烧结温度和高Q×f值，具体为：烧结温度为845～900℃，介电常数为8～10，Q×f值为40000～61000GHz，谐振频率温度系数为‑85～‑50ppm/℃；同时，本发明微波介质材料制备工艺简单，原材料价格低廉、储量丰富，使得高性能的微波陶瓷基板实现低成本工业化生产成为可能。

技术领域

本发明属于电子陶瓷材料技术领域，具体涉及低温烧结微波介质材料Ca₅Ni_4-xMg_xV₆O₂₄及其制备方法。

背景技术

随着微波通信技术的飞速发展，微波介质材料得到了广泛的应用，兼具低温烧结和高性能的微波介质陶瓷逐渐成为研究热点。近年来研究发现钒酸盐微波介质材料具有良好的微波性能同时有着固有烧结温度低的特性；如G.G.Yao等人于2013年在Journalof theAmerican Ceramic Society上发表的文章Novel Series of Low-Firing MicrowaveDielectric Ceramics:Ca₅A₄(VO₄)₆(A²⁺＝Mg,Zn)中报道了两种钒酸盐微波介质陶瓷Ca₅Mg₄(VO₄)₆和Ca₅Zn₄(VO₄)₆有着良好的微波性能：介电常数为9.2和11.7，Q×f值为53300GHz和49400GHz，谐振频率温度系数τ_f为-50ppm/℃和-83ppm/℃；于2017年在CeramicsInternational发表的文章Low temperature sintering and microwave dielectricproperties of Ca₅Ni₄(VO₄)₆ceramics中报道了Ca₅Ni₄(VO₄)₆在875℃下烧结微波性能表现良好：介电常数为9.5，Q×f值为54100GHz，τ_f为-60ppm/℃。在此基础上，本发明给出了低温烧结微波介质材料Ca₅Ni_4-xMg_xV₆O₂₄及其制备方法。

发明内容

本发明目的在于提供一种低温烧结微波介质陶瓷Ca₅Ni_4-xMg_xV₆O₂₄及其制备方法，其有着低烧结温度和较高的Q×f值。本发明中微波介质陶瓷化学式为Ca₅Ni_4-xMg_xV₆O₂₄，其中0<x≤2，使其达到以下微波性能：烧结温度为845～900℃，介电常数为8～10，Q×f值为40000～61000GHz，谐振频率温度系数为-85～-50ppm/℃。

为实现上述目的，本发明所实施的技术方案为：