[發明專利]一種高強度鈣鎂鈦系微波介質陶瓷材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202011146843.4
• 申請日: 2020-10-23
• 公開（公告）號: CN112194483B
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發明（設計）人: 張軍志;楊和成;羅超
• 申請（專利權）人: 廈門松元電子股份有限公司
• 主分類號: C04B35/465
• 分類號: C04B35/465;C04B35/622;C04B35/638
• 代理公司: 廈門智慧呈睿知識產權代理事務所(普通合伙) 35222
• 代理人: 郭福利

本發明提供一種高強度鈣鎂鈦系微波介質陶瓷材料及其制備方法，涉及信息功能材料領域。該陶瓷材料包括主材與改性添加物。主材包括稀土氧化物Ln_aO_b摻雜的Mg_2?3xCa_xTiO_4?2x，以及MgSiO₃，其中Ln為La、Y、Ce、Sm、Pr、Dy、Ho、Er或者Nd；主材的化學式為Mg_2?3xCa_xTiO_4?2x(zLn_aO_b)·yMgSiO₃，其中0.1≤x≤0.60，0y≤0.20，0.005≤z≤0.01。本發明的陶瓷介質材料是一種無鉛環保型材料，采用固相合成方法合成Mg_2?3xCa_xTiO_4?2x與MgSiO₃作為主材的成分，摻雜改性添加物，制備出粉體平均粒徑為0.5?1.0um，利用該粉體制作電子陶瓷器件可在1300～1380℃的溫度范圍內燒結成瓷，其介電常數ε介于17～24之間，品質因數Qf值≥40000GHz，溫度系數τf(?40～85℃)：±10ppm/℃，抗彎強度達到200MPa以上。

技術領域

本發明涉及信息功能材料領域，且特別涉及一種高強度微波介質陶瓷材料及其制備方法。

背景技術

微波介質陶瓷材料是近年來迅速發展起來的一類新型功能陶瓷材料。它具有低介電損耗、高介電常數ε及介電常數溫度系數τf穩定等特點。它是介質諧振器、濾波器、振蕩器、雙工器、天線、介質基板等在內的新型微波電路和器件的核心基礎材料，在現代微波通信和衛星導航系統和設備中有廣泛的應用。近年來，由于微波技術設備向小型化、集成化、低功耗，尤其是向民用的大批量、低價格化方向迅速發展，目前已經開發出一大批適用于各個微波頻段的微波介質陶瓷材料。但目前的微波介質陶瓷材料存在強度低，或者不能同時滿足中低室溫介電常數、窄波動范圍的溫度系數以及高抗彎強度的要求的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高強度鈣鎂鈦系微波介質陶瓷材料及其制備方法，以解決目前的微波介質陶瓷材料強度低的問題。

本發明采用以下方案來實現目的。

本發明提供一種高強度鈣鎂鈦系微波介質陶瓷材料，包括主材和改性添加物。所述主材包括稀土氧化物Ln_aO_b摻雜的Mg_2-3xCa_xTiO_4-2x，以及MgSiO₃，其中Ln為La、Y、Ce、Sm、Pr、Dy、Ho、Er或者Nd。所述主材的化學式為Mg_2-3xCa_xTiO_4-2x(zLn_aO_b)·yMgSiO₃，其中0.1≤x≤0.60，0y≤0.20。所述主材在所述微波介質陶瓷材料中所占的質量分數為99.5～99.9wt％，所述改性添加物在所述微波介質陶瓷材料中所占的質量分數為0.1～0.5wt％。

進一步地，0.005≤z≤0.01。

進一步地，所述改性添加物選自ZnO、MnCO₃、Sb₂O₃、SiO₂和MnO₂中的一種或一種以上混合物。

進一步地，各個所述改性添加物在所述微波介質陶瓷材料中所占的質量分數范圍是：ZnO為0～0.1％，MnCO₃為0～0.4％，Sb₂O₃為0～0.1％，SiO₂為0～0.2％，MnO₂為0～0.3％。

本發明還提供一種如上所述的微波介質陶瓷材料的制備方法，包括以下步驟：