[發明專利]一種低損耗中介電常數微波介質陶瓷及其制備工藝

有效

• 申請號: 201310012412.2
• 申請日: 2013-01-14
• 公開（公告）號: CN103073285B
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 韋玉華;張益勇
• 申請（專利權）人: 江蘇江佳電子股份有限公司
• 主分類號: C04B35/465
• 分類號: C04B35/465;C04B35/622
• 代理公司: 北京連和連知識產權代理有限公司11278
• 代理人: 奚衡寶

技術領域

本發明屬于一種高品質因數的微波介質陶瓷配方及其制備方法，特別是一MTiO₃-LnAlO₃系復合鈣鈦礦微波介質材料及其制備方法。廣泛應用于移動電話、汽車電話、電視衛星接收器、全球衛星定位系統、無線局域接入及各種雷達等系統中。

背景技術

微波介質陶瓷是微波器件的核心材料。由于微波技術設備向小型化與集成化，尤其是民用的大批量、低價格方向迅速發展，目前已經開發出了一大批用于各種微波頻段的微波介質陶瓷材料。應用于微波電路的介質陶瓷，必須滿足以下介電特征要求：1）較高的相對介電常數Er，一般根據應用頻率確定介質陶瓷材料相對介電常數的大小。應用頻率為0.8~4GHz(低端)時，Er＞50；4~8GHz(中端)時，30≤Er≤50 ；8~18GHz(中端)時，Er≤30 ；2）高的品質因數Q，以提高選頻特性，一般要求Q×f₀≥5000；3）接近零的頻率溫度系數τf以保證器件有良好的溫度穩定性，介質諧振器件一般都是微波介質陶瓷的某種振動模式的頻率作為其中心頻率的。如果τf大，則表明器件的中心頻率將會因溫度的變化而產生大的漂移，器件將無法高穩定工作。在中介電常數微波介質陶瓷系統中，MTiO₃-LnAlO₃(M:Sr,Ca;Ln:La,Nd,Sm)系中的CaTiO₃-NdAlO₃有優異微波介電性能，廣泛應用在中介電常數微波介質陶瓷材料，相對實用性微波CaTiO₃-NdAlO₃存在以下不足：1）CaTiO₃-NdAlO₃系材料燒結溫度偏高，1600℃才能致密化陶瓷；2）CaTiO₃-NdAlO₃系，Q×f₀≤30000；3）隨著稀土元素Nd的價格不斷上漲，不符合微波介質陶瓷材料低價格的發展方向。

發明內容

本發明針對上述缺陷，目的迎合移動通信用微波頻率小型化、髙頻化需要，旨在提供一具有高品質因數的微波介質陶瓷配方及其制備方法，以CaTiO₃-LnAlO₃系體系為研究對象，采用Al₂O₃為助燒結劑，協同降低陶瓷的燒結溫度，調整主晶相組成，綜合調控材料的微波介電性能。

為此本發明采用的技術方案是：本發明以xCaTiO3·yLa₂O₃·z Al₂O₃ + awt% Al₂O₃為成主分，Al₂O₃為副成分，其中0.6≤x≤0.8, 0. 1≤ y≤0.2, 0. 1≤ z≤0.2, 0.04≤ a≤0.16，其中x、y、z為摩爾比添加、a以質量百分數添加， awt%為占x CaTiO₃·yLa₂O₃·z Al₂O₃的質量百分數。

所述x為0.664、y為0.168、z為0.168、 a為0.12。

一種低損耗中介電常數微波介質陶瓷的制備工藝，包括以下步驟：

1）先將鈦酸鈣、分析純三氧化二鑭、光譜純三氧化二鋁按xCaTiO₃·yLa₂O₃·z Al₂O₃化學式配料混合，在 1200-1280℃預燒 3.5-4.5h，合成主成分x CaTiO₃·yLa₂O₃·z Al₂O₃，其中：0.6≤x≤0.8, 0. 1≤ y≤0.2, 0.1≤ z≤0.2, 0.04≤ a≤0.16；