[發明專利]一種高性能微波介質陶瓷材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201410481937.5
• 申請日: 2014-09-19
• 公開（公告）號: CN104261818A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 李儒;鐘偉剛
• 申請（專利權）人: 武漢凡谷陶瓷材料有限公司
• 主分類號: C04B35/462
• 分類號: C04B35/462;C04B35/622
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 黃行軍

技術領域

本發明涉及陶瓷材料領域，具體地說是一種高性能微波介質陶瓷材料及其制備方法。?

背景技術

應用于3G及4G基站的微波諧振器和濾波器必須具有很好的頻率選擇特性、帶寬、小型化及低成本。現有的金屬空腔諧振器雖然成本較低，但其無載Q值很低(～6000GHz)，且諧振頻率溫度穩定性很差。?

介質諧振器通常具有無載品質因數高、頻率溫度系數小且可調、體積不大等特點，因而受到越來越廣泛的應用。相應的微波介質陶瓷材料必須同時具有(1)較高的介電常數(30-60)、(2)高的品質因數(Q_f≥40000GHz)、(3)近零可調的諧振頻率溫度系數。?

雖然介質的介電常數越高，諧振器和濾波器的尺寸可以越小。但是這種情況下介質的介電常數過大，介質諧振器中電磁場集中于介質內，導致諧振器的耦合太弱而使濾波器的帶寬變小。而且介質材料的Q_f值與介電常數成反比，通常介電常數大于60且諧振頻率溫度系數近零的介質材料其Q_f值不超過30000GHz。?

現代通信行業的發展對介質材料的品質因數的要求越來越高，目前已商用化的Q_f值較高的微波介質材料主要有Ba(Mg_1/3Ta_2/3)O₃(BMT)，Ba(Zn_1/3Ta_2/3)O₃(BZT)，LnAlO₃-CaTiO₃系，Zr-Ti-Sn-O系和ZrTiO₄-ZnNb₂O₆系等，這些材料中BMT和BZT的Q_f雖然較高，但所用原料Ta₂O₅價格昂貴，燒結溫度高；LnAlO₃-CaTiO₃系的燒結溫度雖然較低，但Q_f值并不能完全滿足行業的發展需要，且部分稀土原材料價格不穩定；Zr-Ti-Sn-O系和ZrTiO₄-ZnNb₂O₆系的Q_f雖然較高，但介電常數偏小。總之，目前現代通信行業的發展趨勢對介質材料提出的要求是在滿足介電常數較大與諧振頻率溫度系數近零可調的同時，要盡可能的提高Q_f值，同時要降低成本，提高產品性能的穩定性和重復性。?

發明內容

本發明的主要目的是針對上述背景技術存在的不足提供一種介電常數大，Q_f值高，諧振頻率溫度系數近零可調，成本低，且易于大批量生產的高性能微波介質陶瓷材料。?

本發明是通過如下技術方案實現的：一種高性能微波介質陶瓷材料，它是由x?MO-y?Ln₂O₃-z?TiO₂和金屬納米級添加劑組成，?

其中，M包括Ba，Ln包括La，金屬納米級添加劑包括Zn，?

以上各組分的摩爾百分含量分別為：?

x的摩爾百分含量為5-35mol/％；?

y的摩爾百分含量為10-50mol/％；?

z的摩爾百分含量為35-80mol/％；?

x+y+z＝1；?

金屬納米級添加劑的質量百分含量為1-5wt/％。?

優選的，M還包括Ca或Sr中的一種或兩種，其中BaO為5-35mol/％，CaO為0-10mol/％，SrO為0-10mol/％；?

Ln還包括Sm、Pm、Nd、Pr或Eu中的一種或多種，其中La₂O₃為10-50mol/％，Sm₂O₃為0-5mol/％，Pm₂O₃為0-5mol/％，Nd₂O₃為0-5mol/％，Pr₂O₃為0-5mol/％，Eu₂O₃為0-5mol/％；?