[发明专利]稀土离子改性的5G基站用滤波器陶瓷及其制备方法

说明书

本发明涉及一种稀土离子改性的5G基站用滤波器陶瓷的制备方法，其化学式组成为0.6CaTiO₃‑0.4ZnTaNb₂O₆，通过添加稀土氧化物和氧化锂组合的多元烧结助剂xRe₂O₃+yLi₂O，1x2wt％,1y3wt％,Re为Y、Eu、Dy、La、Pr中的一种或两种；使陶瓷基质改性，获得更高的Q×f：80000～90000GHz，稳定的介电常数ε_r：21～23，趋近于零的τf：‑2～0ppm/℃，使其适用于5G基站用滤波器陶瓷。

技术领域

本发明涉及一种稀土离子改性的5G基站用滤波器陶瓷及其制备方法，属于微波介质陶瓷领域。

背景技术

随着5G时代的快速发展，滤波器作为射频器件重要的组成部分，承担了帮助基站选频的重任。滤波器的主要功能是对发送和接受的信号进行滤波，可以剔除不要频段的信号，从而保证接受和发送信号的准确度。因此滤波器陶瓷需要合适的介电常数，高的品质因数使滤波器的插损更低，趋近于0的谐振频率温度系数使滤波器获得更高的稳定性。

面对5G滤波器陶瓷要求的高品质因数、低温漂，作为新型低温烧结微波介质陶瓷，不仅要有适用于5G基站用的介电常数，更高的Q×f值，低的介电损耗与小的谐振频率温度系数。目前多数的研究是往陶瓷基体材料中添加一定量的金属氧化物或者玻璃类助剂，但是这些微波介质陶瓷的介电性能变差，温度频率谐振系数也变大。王丹等人在电子元件与材料2014年第6期发表《氧化钛添加对ZnNb₂O₆陶瓷谐振频率温度系数的影响》添加1.5wt％TiO₂作烧结助剂在1150℃获得最佳性能，ε_r＝46.2，Q×f＝48000GHz，τ_f：-8ppm/℃，但是其品质因数还不够高，温漂也较大。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种稀土离子改性的5G基站用滤波器陶瓷的制备方法，优点在于通过稀土离子和氧化锂的掺杂，使得陶瓷获得更优异的介电性能。

具体技术方案为：

本发明提供的稀土离子改性的5G基站用滤波器陶瓷，由主晶相和烧结助剂烧结而成；主晶相化学式：0.6CaTiO₃-0.4Zn_0.4Ta_0.6Nb₂O₆；

烧结助剂组成：xRe₂O₃+yLi₂O，1x2wt％,1y3wt％，Re为Y、Eu、Dy、La中的一种或两种。

该稀土离子改性的5G基站用滤波器陶瓷的制备方法，包括以下步骤：

(1)将原料按所述化学式0.6CaTiO₃-0.4Zn_0.4Ta_0.6Nb₂O₆计量比精确称量；

(2)将精确称量好的原料放入卧式球磨机中以350r/min球磨6～8小时，其中原料粉体、氧化锆球、去离子水重量比为1：3.5：1.5；

(3)将混合均匀的原料在预烧得到主晶相0.6CaTiO₃-0.4Zn_0.4Ta_0.6Nb₂O₆；

(4)将步骤(3)得到的块状主晶相用气流粉碎机破碎，按比例加入烧结助剂xRe₂O₃+yLi₂O和去离子水继续球磨6h；其中1x2wt％,1y3wt％，Re为Y、Eu、Dy、La中的一种或两种；