[发明专利]微波介质陶瓷材料、微波介质陶瓷器件及其制备方法

说明书

本申请公开了一种微波介质陶瓷材料、微波介质陶瓷器件及其制备方法，属于通信技术领域。所述微波介质陶瓷材料包括陶瓷主料和占陶瓷主料量0‑3wt％的改性添加剂；陶瓷主料的组成表达式为xAl₂O₃—（1‑x）TiO₂，且0.86≤x≤0.94；改性添加剂包括SiO₂、Y₂O₃、MgO、Ga₂O₃、ZnO及Nb₂O₅中的至少两种。添加改性添加剂后，经过1400℃烧结和1120℃退火处理所得的微波介质陶瓷材料满足介电常数在11.0附近且连续可调，并且具有极高的Q*f值，近零可调的谐振频率温度系数。

技术领域

本申请实施例涉及通信技术领域，特别涉及一种微波介质陶瓷材料、微波介质陶瓷器件及其制备方法。

背景技术

通信技术的迅速发展使得通信技术从微米波逐渐扩展到毫米波。随着无线频率的提高，信号在传输过程中的延迟现象越来越严重，通信设备损耗大，稳定性差成为行业内的难题。微波介质陶瓷材料是一种应用在微波频段(300MHz-30GHz)中，作为滤波器、谐振器、基片材料、介质波导回路等微波元器件的关键介质。在亚毫米和毫米波段，低介电常数的陶瓷材料可以有效降低材料与电极之间的耦合损耗，从而提高信号的传播效率。目前微波介质陶瓷可分为三大类，分别为低介电常数(εr≤20)、中介电常数(εr＝20-40)、高介电常数(εr＝70-100)。低介电常数的微波陶瓷材料广泛应用在GPS(Global Positioning System，全球定位系统)天线、导航、雷达、卫星通讯等高端微波器件中，能够满足微波电路小型化、集成化、高可靠性和低成本的要求。

目前，低介电常数的微波介质陶瓷材料体系主要有Mg-Si/Mg-Al-Si/Mg-Al-Si-Ti体系、Mg-Al-Nb体系、Al-Ti体系等。这些体系材料都存在谐振频率温度系数为较大的负值的问题。

发明内容

本申请实施例提供了一种微波介质陶瓷材料、微波介质陶瓷器件及其制备方法，用于解决低介电常数的微波介质陶瓷材料体系存在谐振频率温度系数为较大的负值的问题。所述技术方案如下：

一方面，提供了一种微波介质陶瓷材料，所述微波介质陶瓷材料包括陶瓷主料和占所述陶瓷主料量0-3wt％的改性添加剂；

所述陶瓷主料的组成表达式为xAl₂O₃—(1-x)TiO₂，且0.86≤x≤0.94；

所述改性添加剂包括SiO₂、Y₂O₃、MgO、Ga₂O₃、ZnO及Nb₂O₅中的至少两种。

一方面，提供了一种微波介质陶瓷材料的制备方法，用于制备如权利要求1中所述的微波介质陶瓷材料，所述方法包括：

按xAl₂O₃—(1-x)TiO₂表达式的化学计量比称取Al₂O₃粉、TiO₂粉，加入纯水、分散剂和表面活性剂进行一次球磨，得到一次球磨后的原料；

将一次球磨后的原料烘干，得到烘干后的粉料；

对所述烘干后的粉料进行煅烧，得到煅烧后的粉料；

取选定量的所述煅烧后的烧粉和所述改性添加剂混合得到第二混合料，加入水、分散剂和表面活性剂进行二次球磨与混合分散，并进行砂磨再分散处理；

将砂磨后的物料加入胶水并进行喷雾造粒，并将造粒后的粉体过120目筛和250目筛，取两者之间的粉体，得到所述微波介质陶瓷材料。