[發明專利]一種適用于5G毫米波通訊應用的溫度穩定型低介陶瓷材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202110389330.4
• 申請日: 2021-04-12
• 公開（公告）號: CN113072373A
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 左如忠;劉曉開
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: C04B35/44
• 分類號: C04B35/44;C04B35/465;C04B35/64;C04B35/622
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

本發明涉及一種適用于5G毫米波通訊應用的溫度穩定型低介陶瓷材料及其制備方法，其特征在于，組成通式為：(1?n)[(1?x)Ca(Sm_yR_z)AlO₄+xSr₂(Ti_vD_t)O₄]+nM。本發明的陶瓷可采用常規陶瓷制備方法制備合成，以與CaSmAlO₄具有相同K₂NiF₄結構的Sr₂TiO₄材料來與CaSmAlO₄基體形成固溶體，并進行摻雜和取代改性，在調節頻率溫度系數近零的同時，抑制了雜相的生成，降低了燒結溫度，獲得了一種具有超低損耗、近零的頻率溫度系數的純相固溶體陶瓷，具有良好的應用前景，能滿足微波通信行業需求。

技術領域

本發明涉及一種微波介質陶瓷及其制備方法，更準確地說是一種適用于5G毫米波通訊應用的溫度穩定型低介陶瓷材料(1-n)[(1-x)Ca(Sm_yR_z)AlO₄+xSr₂(Ti_vD_t)O₄]+nM及其制備方法。

背景技術

近年來無線通訊技術的迅猛發展，尤其是我國通訊主力即將從第四代通訊技術(4G)更新至第五代通訊技術(5G)，手機、WIFI、衛星與雷達等通信頻段正在逐漸向著亞毫米波-毫米波段方向發展。由于具有低損耗，高穩定性等優點，無線通訊系統中作為濾波器、諧振器、振蕩器等關鍵元器件的微波陶瓷材料成為面向毫米波通信發展的關鍵材料。與工作在6GHz頻段以下2G/3G/4G通訊不同的是，5G通訊要保證在亞毫米波(24GHz-30GHz)與毫米波段(60GHz-78GHz)通訊具有極快的信號傳播速度，要求信號延遲時間低于1毫秒。因此，要求在毫米波通訊元器件中使用的微波介質陶瓷具有盡可能低的介電常數來增強微波信號的響應、降低傳輸信號的延遲時間。與此同時，為降低能量傳輸損耗并增強器件的選頻特性，需要微波介質陶瓷具有較高的Q×f值(Q×f＞10000GHz)；最后，為保證在不同環境溫度下微波元器件都能夠正常、穩定地工作，需要微波介質陶瓷的諧振頻率溫度系數(τ_f)盡可能近零。近年來，隨著5G商用的到來，毫米波發展推進數百萬量級的小基站建設，通訊基站的大批量建設對元器件的需求量急劇增大。為了促進信息技術的發展，開發出信號響應速度快，信號傳輸質量高、傳輸損耗小、溫度穩定性高的低介電常數微波介質陶瓷，已經成為各國通訊領域研究的重要研究焦點。