[發(fā)明專利]低溫?zé)Y(jié)低介電常數(shù)微波陶瓷材料及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110077928.X
• 申請(qǐng)日: 2021-01-20
• 公開（公告）號(hào): CN112811890A
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 段冰;尚華;邵騰強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 宜賓紅星電子有限公司
• 主分類號(hào): C04B35/195
• 分類號(hào): C04B35/195;C04B35/64
• 代理公司: 成都虹橋?qū)＠聞?wù)所(普通合伙) 51124
• 代理人: 羅貴飛

本發(fā)明公開了一種低溫?zé)Y(jié)低介電常數(shù)微波陶瓷材料及其制備方法，屬于信息功能材料技術(shù)領(lǐng)域。所述低溫?zé)Y(jié)低介電常數(shù)微波陶瓷材料原料組分按質(zhì)量百分比為：2MgO?2Al₂O₃?5SiO₂75?95％，SiO₂1?8％，Yb₂O₃1?8％，Ca₂(OH)₂CO₃3?15％；所述制備方法包括配料、預(yù)燒混合、造粒成型、排膠、燒結(jié)等工藝；本發(fā)明通過(guò)添加燒結(jié)助劑和活性劑來(lái)調(diào)控微波陶瓷的燒結(jié)溫度，同時(shí)使陶瓷材料具有低的介電常數(shù)、較小的溫度頻率漂移系數(shù)，制備工藝簡(jiǎn)單，制備成本低，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于信息功能材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種微波介質(zhì)陶瓷材料，具體涉及一種低溫?zé)Y(jié)低介電常數(shù)微波陶瓷材料及其制備方法。

背景技術(shù)

近年來(lái)我國(guó)移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)了跨越式發(fā)展，目前正在發(fā)展第五代移動(dòng)通信技術(shù)(5G)，介質(zhì)波導(dǎo)濾波器是由特殊的微波陶瓷材料制作而成。通過(guò)把陶瓷材料成型燒制成特殊形狀，表面進(jìn)行金屬化覆蓋，并在介質(zhì)塊上設(shè)置若干耦合窗口實(shí)現(xiàn)能量傳輸。表面良好金屬化可以將能量屏蔽在陶瓷內(nèi)部，選用不同介電常數(shù)的陶瓷材料可以靈活地調(diào)整濾波器體積，從而實(shí)現(xiàn)5G時(shí)代對(duì)濾波器的高性能和小型集成化等需求。

隨著現(xiàn)代通信不斷向高頻段擴(kuò)展，信號(hào)延遲現(xiàn)象越來(lái)越顯著，高頻下系統(tǒng)的損耗和發(fā)熱量增加、穩(wěn)定性變差。為適應(yīng)現(xiàn)代微波通信向高頻化的發(fā)展趨勢(shì)，需開發(fā)低介電常數(shù)(ε_r)、高品質(zhì)因數(shù)(Q)和近零諧振頻率溫度系數(shù)(τf)微波介質(zhì)材料。低ε_r能減小材料與電極之間的交互耦合損耗，并提高信號(hào)傳輸速率，高Q(低介電損耗)有利于提高器件工作頻率的可選擇性，近零τf有助于提高器件的頻率溫度穩(wěn)定特性。目前，大多數(shù)高頻用低ε_r、高Q值微波介質(zhì)材料固有燒結(jié)溫度都比較高(T≥1300℃)，且具有較大負(fù)τf值，無(wú)法滿足技術(shù)要求。因此，研究開發(fā)新型高性能(低ε_r、高Q和近零τf)微波介質(zhì)材料是當(dāng)前信息功能材料領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)，也是未來(lái)通信事業(yè)發(fā)展的必然要求。

硅酸鋁鎂是一種常用的微波介質(zhì)陶瓷，介電常數(shù)在9左右，具有很低的介電損耗，良好的諧振頻率溫度系數(shù)，非常適合用于微波器件。然而硅酸鋁鎂陶瓷燒結(jié)溫度較高，在1400℃左右。同時(shí)近年來(lái)，對(duì)低介電常數(shù)微波陶瓷需求也越來(lái)越多，基于此，本發(fā)明基于硅酸鋁鎂體系，摻雜活性劑、燒結(jié)助劑以及低介電常數(shù)材料來(lái)降低整體燒結(jié)溫度，同時(shí)獲得低介、低損的微波陶瓷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是現(xiàn)有低介電常數(shù)、低介電損耗的微波介電陶瓷燒結(jié)溫度較高的問(wèn)題。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：低溫?zé)Y(jié)低介電常數(shù)微波陶瓷材料，其原料組分按質(zhì)量百分比為：2MgO-2Al₂O₃-5SiO₂ 75-95％，SiO₂ 1-8％，Yb₂O₃ 1-8％，Ca₂(OH)₂CO₃ 3-15％。

進(jìn)一步的是，上述低溫?zé)Y(jié)低介電常數(shù)微波陶瓷材料，其原料組分按質(zhì)量百分比為：2MgO-2Al₂O₃-5SiO₂ 80-90％，SiO₂ 2-5％，Yb₂O₃ 2-5％，Ca₂(OH)₂CO₃ 6-10％。

上述低溫?zé)Y(jié)低介電常數(shù)微波陶瓷材料，介電常數(shù)ε_r為5.1-5.4，諧振頻率溫度系數(shù)τf為-26.7-(-24.2)，Q*f值為10555-11341。

上述低溫?zé)Y(jié)低介電常數(shù)微波陶瓷材料的制備方法，包括如下步驟：