[發明專利]可低溫燒結微波介電陶瓷LiTi2P3O12及其制備方法

有效

• 申請號: 201410137836.6
• 申請日: 2014-04-08
• 公開（公告）號: CN103922718A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 方亮;李潔;唐瑩
• 申請（專利權）人: 桂林理工大學
• 主分類號: C04B35/447
• 分類號: C04B35/447;C04B35/622
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• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及介電陶瓷材料，特別是涉及在微波頻率使用的介質基板、諧振器和濾波器等微波元器件，以及陶瓷電容器或溫度補償電容器的介電陶瓷材料及其制備方法。

背景技術

微波介電陶瓷是指應用于微波頻段(主要是UHF和SHF頻段)電路中作為介質材料并完成一種或多種功能的陶瓷，在現代通訊中被廣泛用作諧振器、濾波器、介質基片和介質導波回路等元器件，是現代通信技術的關鍵基礎材料，已在便攜式移動電話、汽車電話、無繩電話、電視衛星接受器和軍事雷達等方面有著十分重要的應用，在現代通訊工具的小型化、集成化過程中正發揮著越來越大的作用。

應用于微波頻段的介電陶瓷，應滿足如下介電特性的要求：(1)系列化介電常數ε_r以適應不同頻率及不同應用場合的要求；(2)高的品質因數Q值或介質損耗tanδ以降低噪音，一般要求Qf≥3000GHz；(3)諧振頻率的溫度系數τ_f盡可能小以保證器件具有好的熱穩定性，一般要求-10/℃≤τ_f≤+10ppm/℃。國際上從20世紀30年代末就有人嘗試將電介質材料應用于微波技術。

根據相對介電常數ε_r的大小與使用頻段的不同，通常可將已被開發和正在開發的微波介質陶瓷分為4類。

(1)超低介電常數微波介電陶瓷，主要代表是Al₂O₃-TiO₂、Y₂BaCuO₅、MgAl₂O₄和Mg₂SiO₄等，其ε_r≤20，品質因數Q×f≥50000GHz，τ_f≤10ppm/℃。主要用于微波基板以及高端微波元器件。

(2)低ε_r和高Q值的微波介電陶瓷，主要是BaO-MgO-Ta₂O₅，BaO-ZnO-Ta₂O₅或BaO-MgO-Nb₂O₅，BaO-ZnO-Nb₂O₅系統或它們之間的復合系統MWDC材料。其ε_r＝25～30，Q＝(1～2)×10⁴(在f≥10GHz下)，τ_f≈0。主要應用于f≥8GHz的衛星直播等微波通信機中作為介質諧振器件。

(3)中等ε_r和Q值的微波介電陶瓷，主要是以BaTi₄O₉、Ba₂Ti₉O₂₀和(Zr、Sn)TiO₄等為基的MWDC材料，其ε_r＝35～40，Q＝(6～9)×10³(在f＝3～-4GHz下)，τ_f≤5ppm/℃。主要用于4～8GHz頻率范圍內的微波軍用雷達及通信系統中作為介質諧振器件。

(4)高ε_r而Q值較低的微波介電陶瓷，主要用于0.8～4GHz頻率范圍內民用移動通訊系統，這也是微波介電陶瓷研究的重點。80年代以來，Kolar、Kato等人相繼發現并研究了類鈣鈦礦鎢青銅型BaO-Ln₂O₃-TiO₂系列(Ln＝La、Sm、Nd或Pr等，簡稱BLT系)、復合鈣鈦礦結構CaO-Li₂O-Ln₂O₃-TiO₂系列、鉛基系列材料、Ca_1-xLn_2x/3TiO₃系等高ε_r微波介電陶瓷，其中BLT體系的BaO-Nd₂O₃-TiO₂材料介電常數達到90，鉛基系列(Pb，Ca)ZrO₃介電常數達到105。