[发明专利]一种高性能固溶体微波介质陶瓷材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高性能固溶体微波介质陶瓷材料及其制备方法，涉及微波介质陶瓷材料制备技术领域。该微波介质陶瓷材料包括陶瓷基料，其组成为：xRTi03‑(1‑x)(Lal‑ySmy)AL03+zwt％M。其中O.67≤x≤0.82，0≤y≤0.25；O.15≤z≤0.25％；R为Ba或Sr；M为氧化物MgO、Y203、CeO2、MnCO3、Al2O3、ZnO、Nb2O5中的一种或多种的混合物。本发明通过提供工艺简单的制备方法，采用二次球磨、一次锻烧工艺，在1400℃～1450℃烧结，制备了价格较低，工艺稳定且性能优异的微波介质陶瓷:Er:42‑46,QXf53000GHz，频率温度系数接近于零，其中超高的品质因素为微波器件的小型化做出了重大贡献，且本发明所采用原料成本低，因此具有很大的市场应用价值。

技术领域

本发明涉及微波介质陶瓷材料制备技术领域，具体为一种高性能固溶体微波介质陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

微波介质陶瓷作为介质谐振器、介质滤波器、双工器、介质天线、介质波导传输等微波器件的关键材料，在移动通讯、全球卫星定位系统(GPS)、无线局域网等现代通信技术中得到了广泛应用，市场需求巨大；

目前国外陶瓷介质滤波器生产相对成熟，生产企业主要有美国Trans-Tech公司、日本Murata公司、德国EPCOS公司，从低介到高介己有系列化产品，年产值均达数十亿美元以上。而国内厂家陶瓷介质滤波器发展明显滞后，因为高性能的微波介质陶瓷主要依赖进口，生产成本较高，尤其是对于Er＝35～50的中介电常数高性能陶瓷材料及器件的生产在技术水平、产品品种和生产规模上与国外有较大差距，因此发明一种高性能的中介电常数的微波介质陶瓷材料受到越来越多研究者的关注；

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项或多项功能的陶瓷材料。近年来，微波介质陶瓷已经成为实现微波波导、介质隔离和介质谐振的关键材料，在谐振器、滤波器、微波介质天线、稳频振荡器和移相器等微波通讯系统中的关键元器件中得到了商业化应用。随着微波技术在无线通讯和卫星通讯系统中的应用得到重视，高频段微波逐步放开民用限制，以及4G/5G网络、Wimax、数字电视、汽车电子、无线局域网和卫星导航等通讯领域新技术不断涌现，微波介质陶瓷在新型通讯领域的发展前景十分辽阔；

目前，微波技术发展倾向于实现微波元器件小型化、集成化、频率高端化和低成本化。与之对应的，对微波介质陶瓷的研究趋向于开发中介电常数材料，实现中介电常数微波介质陶瓷的低损耗化；

为实现适中介电常数的微波介质陶瓷，具有较高的Q*f值以及零的谐振频率温度系数，近年来，国内外研究学者和企业做了大量的工作。其中介电常数接近45的体系包括Nenasheva等人发现的CaTiO3-NdAlO3体系(其介电常数εr＝44，Q*f＝32200GHz，温漂τf＝0.8ppm/℃)；Kucheiko等人发现的Ca(Al1/2Nb1/2)O3-CaTiO3体系(其介电常数εr＝45.3，Q*f＝29600GHz，温漂τf＝-1.0ppm/℃)；

但是，上述体系的Q*f值都偏低，且烧结温度均高于1300，无法满足要求，而为实现低损耗化，Jawahar等人和Okawa等人分别对复杂六方钙钛矿结构陶瓷进行改性，分别得到Q*f值为46000GHz和50215GHz的SrLa4Ti4O15和BaLa4Ti4O15微波介质陶瓷，但是均存在介电常数距离45偏差过大和温漂不可调的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高性能固溶体微波介质陶瓷材料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高性能固溶体微波介质陶瓷材料，所述高性能固溶体微波介质陶瓷材料的组成包括：xRTi03-(1-x)(Lal-ySmy)AL03+zwt％M；

所述x的取值范围为O.67≤x≤0.82；

所述y的取值范围为0≤y≤0.25；