[發明專利]一種高介電常數微波介質陶瓷材料、制備及其應用

有效

• 申請號: 201910324833.6
• 申請日: 2019-04-22
• 公開（公告）號: CN111825445B
• 公開（公告）日: 2023-02-17
• 發明（設計）人: 崔雪嬌;劉紹軍;劉飛;李昊;程立金;王杰
• 申請（專利權）人: 中南大學深圳研究院;中南大學
• 主分類號: C04B35/462
• 分類號: C04B35/462;C04B35/622
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 盛武生;魏娟

本發明屬于創新材料技術領域，具體公開了一種微波介質陶瓷材料，其化學式為x(Na_1/2Ln’_1/2)TiO₃?(1?x)Ln”MO₃；Ln’、Ln”為稀土元素；M為Ga或Al,0.5≤x≤0.9。本發明還提供了所述的全新材料的制備方法和在通信技術中應用。本發明提供了一種全新的化合物；該全新化合物具有高介電常數、低介質損耗和更優的諧振頻率溫度系數。

技術領域：

本發明屬于微波介質陶瓷技術領域，具體涉及新微波陶瓷體系的開發及其制備方法的研究。

背景技術：

通信技術的迅猛發展，對介質諧振器在小型化、寬頻帶、高效率等性能方面有了更高的要求，這意味著對微波介質陶瓷的要求更為嚴苛，其需滿足高介電常數，高品質因子及近零諧振頻率溫度系數。但Reaney^[1]等發現溫度穩定的低損耗微波介質陶瓷在中高介電常數45-75區間內出現了明顯斷層。為滿足通信技術對微波陶瓷的需要，開發高介電常數低損耗近零τ_f微波陶瓷，并探究新體系組分、制備工藝、微結構以及介電性能之間的關系成為目前微波陶瓷的研究重點。

復合鈣鈦礦陶瓷憑借其優異可調的微波介電性能在微波介質陶瓷領域扮演著重要角色。目前已經實現商業化的中介電常數CaTiO₃-NdAlO₃(CTNA)微波陶瓷及SrTiO₃-NdAlO₃(STNA)微波陶瓷均利用上述設計思路設計而成。但因其相對介電常數較低，不能滿足目前通信技術的使用。

此外，Takahashi^[2]還報道了一種(Na_1/2Sm_1/2)TiO₃-(Li_1/2Sm_1/2)TiO₃微波陶瓷，但該復合微波陶瓷介質損耗較大。

參考文獻：

[1].I.M.Reaney,D.Iddles.Microwave dielectric ceramics for resonatorsand filters in mobile phonenetworks[J].Journal of the American CeramicSociety,2006,89(7):2063-2072.

[2]H.Takahashi,Y.Baba,K.Ezaki,et al,Dielectric characteristics of(A¹⁺_1/2A³⁺_1/2)TiO₃ceramic at microwave frequencies[J].Japanese Journal ofAppliedPhysics,1991,30:2339-2342.

發明內容

為解決現有微波介質陶瓷材料的介電常數在45-75之間較為匱乏，介質損耗較大等不足，本發明第一目的在于，提供了一種全新的微波介質陶瓷材料，旨在提升材料的介電常數，降低介質損耗。

本發明第二目的在于，提供了一種微波介質陶瓷材料的制備方法。

本發明第三目的在于，提供了一種用于通信技術中的用途。

一種微波介質陶瓷材料，其化學式為x(Na_1/2Ln’_1/2)TiO₃-(1-x)Ln”MO₃；Ln’、Ln”為稀土元素；M為Ga或Al,0.5≤x≤0.9。

本發明提供了一種全新的化合物；該全新化合物具有高介電常數、低介質損耗和更優的諧振頻率溫度系數。

作為優選，Ln’、Ln”獨自為La、Nd或Sm。