[发明专利]一种中介电常数微波介质陶瓷及其制备方法

说明书

本发明涉及一种微波介质陶瓷，尤其涉及一种中介电常数微波介质陶瓷及其制备方法。所述中介电常数微波介质陶瓷包括主料和改性添加剂；其中，所述主料为SmAlO₃的组合物和CaTiO₃；所述改性添加剂为选自MnCO₃、Al₂O₃、SiO₂、ZrO₂、Nd₂O₃中的一种或几种。本发明以SmAlO₃的组合物、CaTiO₃为基础，通过掺杂特定的改性添加剂，所得微波介质陶瓷在烧结1500℃后，其介电常数为40～46，Q*f值为40000～50000，全温漂在5ppm/℃以内，热震温差在90℃以上，陶瓷韧性在3.0Mpa·m^0.5以上，陶瓷抗弯强度在280MPa以上。

技术领域

本发明涉及一种微波介质陶瓷，尤其涉及一种中介电常数微波介质陶瓷及其制备方法。

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材料。微波介质陶瓷作为一种新型电子材料，在现代通信中被用作谐振器、滤波器、介质基片、介质天线、介质导波回路等，广泛应用于微波技术的许多领域，如移动电话、汽车电话、无绳电话、电视卫星接收器、卫星广播、雷达、无线电遥控等。随着低温共烧陶瓷技术的不断发展，微波介质陶瓷材料的应用前景会更好。

随着5G技术的发展，5G技术在数据传输、容量、传输延迟等方面都有了更高的要求。5G的到来使现有的上一代通信系统的介电陶瓷材料在微波性能、陶瓷物理性能方面有待进一步改善。目前，现有的中介电常数微波材料普遍存在Q值低、温度系数大、瓷体脆性大、热震性能差等问题。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的是提供一种中介电常数微波介质陶瓷，该中介电常数微波介质陶瓷的Q值较高，陶瓷物理性能优异，可以改善现有的中介电常数微波介质陶瓷Q值低、频率温度系数宽、陶瓷物理性能差等问题；本发明的另一目的是提供该中介电常数微波介质陶瓷的制备方法。

具体地，本发明提供以下技术方案：

本发明提供一种中介电常数微波介质陶瓷，包括主料和改性添加剂；

其中，所述主料为SmAlO₃的组合物和CaTiO₃；

所述改性添加剂为选自MnCO₃、Al₂O₃、SiO₂、ZrO₂、Nd₂O₃中的一种或几种。

本发明发现，以SmAlO₃的组合物和CaTiO₃为主料的中介电常数微波介质陶瓷，通过复配上述特定的改性添加剂，能够使中介电常数微波介质陶瓷具备较好的陶瓷物理性能，并且该材料具有较高Q值、以及低温漂的微波性能。

作为优选，按质量比计，SmAlO₃的组合物：CaTiO₃：改性添加剂＝30～60：50～70：0.5～5。

本发明还发现，当主料和改性添加剂在上述质量比下复配时，所得中介电常数微波介质陶瓷具有更高的Q值以及更优异的陶瓷抗弯强度、韧性、抗热震性韧性能。

为了进一步提高中介电常数微波介质陶瓷的Q值和陶瓷物理性能，本发明对其组成进行了优化，具体如下：

作为优选，所述中介电常数微波介质陶瓷，包括如下质量百分含量的组分：

此外，本发明还针对上述两种主料的制备方法进行了优化，具体如下：