[發明專利]一種高性能微波介質陶瓷材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201610039081.5
• 申請日: 2016-01-12
• 公開（公告）號: CN105712711B
• 公開（公告）日: 2018-06-26
• 發明（設計）人: 龍梅;苗峰
• 申請（專利權）人: 西南民族大學
• 主分類號: H01B3/10
• 分類號: H01B3/10;C04B35/14;C04B35/622
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• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種高性能微波介質陶瓷材料及其制備方法，該陶瓷材料由以下重量份的原料制備而成：ZrO₂ 20?30份、BaCO₃ 25?35份、Nb₂O₅ 1?3份、無機納米粒子30?35份、導熱填料10?20份、紅外反射二氧化鈦0.5?5.5份、光穩定劑0.2?1.0份、金屬納米級添加劑1?5份、耐化學品改性劑0.5?5份、其他助劑0.5?2.0份；所述耐化學品改性劑為含氟類添加劑，分子量為1000?10000，可以為液體或固體形態存在。本發明制備工藝簡單，制備所得的材料穩定性好，具有優良的耐候性，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。

技術領域

本發明涉及微波材料領域，具體涉及一種高性能微波介質陶瓷材料及其制備方法。

背景技術

隨著移動通信的發展，微波元器件的小型化、集成化、高頻率化和低成本化已成為發展趨勢。微波介質陶瓷材料由于具有較高的介電常數、低介電損耗和穩定的諧振頻率溫度系數而成為微波元器件發展的關鍵材料之一。理論及實驗均證明，以微波介質陶瓷制作的各種微波器件，如介質諧振器、濾波器及微波介質天線等廣泛應用于微波技術的各個領域。

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。

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

本發明的目的在于針對上述現有技術存在的問題，提供一種高性能微波介質陶瓷材料及其制備方法，制備工藝簡單，制備所得的材料穩定性好，具有優良的耐候性，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。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案是：

一種高性能微波介質陶瓷材料，由以下重量份的原料制備而成：

ZrO₂ 20-30份、BaCO₃ 25-35份、Nb₂O₅ 1-3份、無機納米粒子30-35份、導熱填料10-20份、紅外反射二氧化鈦0.5-5.5份、光穩定劑0.2-1.0份、金屬納米級添加劑1-5份、耐化學品改性劑0.5-5份、其他助劑0.5-2.0份；

所述耐化學品改性劑為含氟類添加劑，分子量為1000-10000，可以為液體或固體形態存在。

優選地，所述無機納米粒子為納米二氧化硅。

優選地，所述含氟類添加劑為含有全氟烷基的丙烯酸系添加劑。

優選地，所述導熱填料由為氧化鎂、氧化鋅、氫氧化鋁、氮化硼按質量比1∶2∶3∶1混合所得，所述導熱填料的粒徑在0.5um-2.0um，純度大于96％。

優選地，所述光穩定劑為水楊酸酯、苯并三唑類的UV吸收劑、受阻胺類自由基捕捉劑中的一種或兩種混合物。