[發(fā)明專利]一種低損耗高強度微波介質陶瓷及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910863701.0
• 申請日: 2019-09-12
• 公開（公告）號: CN110451952B
• 公開（公告）日: 2022-01-25
• 發(fā)明（設計）人: 吉岸;王丹;王曉慧
• 申請（專利權）人: 無錫鑫圣慧龍納米陶瓷技術有限公司
• 主分類號: C04B35/465
• 分類號: C04B35/465;C04B35/622;C04B35/63
• 代理公司: 蘇州國誠專利代理有限公司 32293
• 代理人: 王麗

本發(fā)明公開了一種低損耗高強度微波介質陶瓷，其組成表達式為xCaTiO₃?ySmAlO₃?(1?x?y)CaSmAlTiO₆，其中，x，y，(1?x?y)均代表摩爾比，x＝0.6，0≤y＜0.4。本發(fā)明還公開了一種低損耗高強度微波介質陶瓷的制備方法。本發(fā)明提供的微波介質陶瓷中，使用CaSmAlTiO₆部分或全部取代SmAlO₃，從而可以在降低介電常數(shù)的同時，提高溫度穩(wěn)定性，并且通過提高燒結溫度，增加其加工強度；CaSmAlTiO₆和SmAlO₃兩種物質的介電常數(shù)相近，而CaSmAlTiO₆的諧振頻率溫度系數(shù)更加近零，而且CaSmAlTiO₆的硬度更加高，通過CaSmAlTiO₆部分或全部取代SmAlO₃，并調整組分的配比可以得到介電常數(shù)為35左右，損耗低且諧振頻率溫度系數(shù)近零的高硬度陶瓷材料。

技術領域

本發(fā)明屬于電子陶瓷及其制備技術領域，具體地，涉及一種低損耗高強度微波介質陶瓷及其制備方法。

背景技術

微波介質陶瓷，是指應用于微波頻段電路中作為介質材料完成一種或者多種功能的陶瓷，被廣泛應用于現(xiàn)代通信中，遠至衛(wèi)星通信、衛(wèi)星遙感裝置，近至移動通信、GPS導航、電視電纜系統(tǒng)等，已成為現(xiàn)代人們生活中不可或缺的一部分。隨著微波通信的快速發(fā)展，特別是面對即將到來的5G時代，已開發(fā)的微波介質材料損耗、溫度穩(wěn)定性以及加工強度方面都無法滿足未來的應用需求，因此有必要開發(fā)合適介電常數(shù)、低損耗、高加工強度的微波介質材料。

從微波介電性能的角度考慮，5G用微波介質陶瓷要求材料具有中介電常數(shù)、高品質因數(shù)和近零的諧振頻率溫度系數(shù)以及較高的加工強度。MTiO₃-LnA1O₃具有優(yōu)異的微波性能和鈣鈦礦結構的可調性，所以近年來對該體系微波介質陶瓷的研究日益增多。

但這類鈣鈦礦結構，微波介質陶瓷在諧振頻率溫度系數(shù)為零時，其介電常數(shù)為50，品質因數(shù)約為40000GHz左右，這對于現(xiàn)在的5G應用來說其介電常數(shù)過高，品質因數(shù)較低而且其加工強度也無法達到5G用微波介質陶瓷的標準。

發(fā)明內容

為解決上述技術問題，本發(fā)明的目的在于提供一種低損耗高強度微波介質陶瓷及其制備方法；該陶瓷材料介電常數(shù)中等，適用范圍廣，損耗低，諧振頻率溫度系數(shù)可調，其加工強度高。

為實現(xiàn)上述技術目的，達到上述技術效果，本發(fā)明通過以下技術方案實現(xiàn)：

一種低損耗高強度微波介質陶瓷，該微波介質陶瓷的組成表達式為xCaTiO₃-ySmAlO₃-(1-x-y)CaSmAlTiO₆，其中，x，y，(1-x-y)均代表摩爾比，x＝0.6，0≤y＜0.4。

優(yōu)選的，上述微波介質陶瓷的組成表達式中，0≤y＜0.35。

本發(fā)明還提供了一種低損耗高強度微波介質陶瓷的制備方法，包括以下步驟：

(1)先將TiO₂和CaCO₃按照化學式CaTiO₃中的對應元素的摩爾比配料，將TiO₂和CaCO₃混合后充分球磨，球磨后烘干、過篩，然后放入剛玉坩堝中進行焙燒，得到CaTiO₃組合物；

(2)將Sm₂O₃和Al₂O₃按照化學式SmAlO₃中的對應元素的摩爾比配料，將Sm₂O₃和Al₂O₃混合后充分球磨，球磨后烘干、過篩，然后放入剛玉坩堝中進行焙燒，得到SmAlO₃組合物；