[發明專利]中介電常數微波介電陶瓷材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201711299591.7
• 申請日: 2017-12-09
• 公開（公告）號: CN108002836B
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 蘇聰學;鄭彬寧;張志偉;覃杏柳
• 申請（專利權）人: 桂林理工大學
• 主分類號: C04B35/50
• 分類號: C04B35/50;C04B35/622
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種中介電常數微波介電陶瓷材料及其制備方法。該陶瓷材料主體為ALa₄Ti₃MO₁₅(A＝Na，K；M＝Nb，Ta)，加以重量百分比為0.5％～1.5％的BaCu(B₂O₅)。該材料通過傳統的高溫固相合成法制備，在二次球磨過程中添加少量分散劑，隨后在熱環境下超聲振動，使樣品粉體顆粒不易團聚。由此制備的材料在1230℃～1260℃下燒結良好，介電常數為44.3～45.7，其品質因數Qf值高達35200?47700GHz，諧振頻率溫度系數小。同時本發明首次公開了B位缺位型六方鈣鈦礦結構的ALa₄Ti₃MO₁₅(A＝Na，K；M＝Nb，Ta)陶瓷具有良好的微波介電性能。

技術領域

本發明涉及介電陶瓷材料，特別是涉及用于制造微波頻率使用的陶瓷基板、諧振器與濾波器等微波元器件的介電陶瓷材料及其制備方法。

背景技術

現代移動通訊迅速發展推動著各類微波移動通信終端設備向小型化、輕量化、多功能化及低成本的方向快速發展。用于制作介質諧振器、濾波器、電容器、介質基板等器件的介質陶瓷須滿足以下條件：較高的相對介電常數以實現器件的小型化和提高集成度，較低介電損耗以提高選頻特性，趨近于零的諧振頻率溫度系數以提高器件的溫度穩定型。

由于微波介電陶瓷的三個性能指標(ε_r與Q·f和τ_f)之間是相互制約的關系(見文獻：微波介質陶瓷材料介電性能間的制約關系，朱建華，梁飛，汪小紅，呂文中，電子元件與材料，2005年3月第3期)，同時滿足中高介電常數、高品質因數和近零諧振頻率溫度系數要求的單相微波介質陶瓷非常少。根據文獻報道，比如SrLa₃Ti₂TaO₁₂、Sr_3-xLa_1+xTi_xNb_-xO₁₂、BaLa₃Ti₂NbO₁₂、Ba_3-xLa_1+xTi_xNb_3-xO₁₂、BaSr₂LaNb₃O₁₂、Sr₃LaNb₃O₁₂、Ba₃LaTa₃O₁₂、Ba₂La₂TiTa₂O₁₂、Ba₄SrTa₄O₁₅、Ba₃Sr₂Ta₄O₁₅、Ba_1-xSr_xLa₄Ti₄O₁₅、Ca(La_0.5Nd_0.5)Ti₄O₁₅、Ba₃La₂Ti₂Nb₂O₁₅、Ba₂La₃Ti₃NbO₁₅、Ba₃Nd₂Ti₂Nb₂O₁₅、Ba₃La₂Ti₂Ta₂O₁₅、Ba₂La₃Ti₃TaO₁₅等B位缺位型六方鈣鈦礦陶瓷的介電常數在35以上，而且τ_f較小，甚至有的τ_f接近于零，綜合微波介電性能較好，但它們的燒結溫度均在1380℃以上，有的燒結溫度甚至高達1600℃，嚴重制約了它們的實際應用，因此通常需要加入不少的助燒劑(一般占陶瓷重量的3％-5％)才能降低燒結溫度，但微波介電性能隨之惡化。