[發明專利]一種Y(3-x)

有效

• 申請號: 202211189992.8
• 申請日: 2022-09-28
• 公開（公告）號: CN115504776B
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發明（設計）人: 黃思陽;宋開新;陳志勇;陳超;應子安
• 申請（專利權）人: 隆地華創（浙江）科技有限公司
• 主分類號: C04B35/18
• 分類號: C04B35/18
• 代理公司: 寧波博正知識產權代理事務所(普通合伙) 33403
• 代理人: 汪衛軍

本發明屬于電子信息功能材料制備技術領域，公開了一種Ysubgt;(3?x)/subgt;Rsubgt;x/subgt;MgAlsubgt;3/subgt;SiOsubgt;12/subgt;石榴石型微波介質陶瓷材料及其制備方法。本發明的石榴石型微波介質陶瓷材料基于發明人前期研究的Ysubgt;3/subgt;MgAlsubgt;3/subgt;SiOsubgt;12/subgt;微波陶瓷，以不同半徑的稀土元素離子取代Y離子，修飾Y?Osubgt;8/subgt;十二面體配位(A位點)制備了Ysubgt;(3?x)/subgt;Rsubgt;x/subgt;MgAlsubgt;3/subgt;SiOsubgt;12/subgt;(R＝Yb,Eu,Sm,x＝0.05,0.1)微波介質陶瓷材料，制備的所有陶瓷都是單相石榴石固溶體陶瓷，陶瓷材料的表面均顯示出較為均勻的晶粒分布，晶粒生長良好，有較高的致密化，且陶瓷材料的相對介電常數εsubgt;r/subgt;為8.1～11，品質因數Q×f為60169GHz～81914GHz，諧振頻率溫度系數τsubgt;f/subgt;為?38.4ppm/℃～?25.5ppm/℃，微波介電性能良好。

技術領域

本發明涉及電子信息功能材料制備技術領域，具體是涉及一種Y₍₃-x)R_xMgAl₃SiO₁₂石榴石型微波介質陶瓷材料及其制備方法。

背景技術

微波介質陶瓷(MWDC)在現代通信中被廣泛應用，在液冷系統用高精密連接器、介質諧振器、濾波器、介質陶瓷天線中均起到重要作用。隨著5G/6G移動通信的發展，通訊系統面臨著更加嚴峻的考驗，這也使得市場上更需要低介電常數(ε_r)、高品質因數(以Q×f值衡量，Q為品質因數，f為介質諧振頻率)與近零諧振頻率溫度系數(τ_f)的微波介質陶瓷。

Y₃Al₅O₁₂(YAG)陶瓷在2009年首次被報告其微波介電性能，在1650℃下燒結24h后，其ε_r＝10.5，Q×f＝440000GHz，τ_f＝-66ppm/℃，超高的燒結溫度和較長的燒結時間產生大量的能源消耗，使其在工業上難以實現。另外，其較大的負頻率溫度系數導致器件的溫度穩定性差。后有研究在1550℃燒結4h成功制備了Y₃MgAl₃SiO₁₂陶瓷，Mg²⁺進入B位點(Al-O₆八面體配位)，Si⁴⁺進入了C位點(Al-O₄四面體配位)，其微波性能為：ε_r＝10.1，Q×f＝57340GHz，τ_f值為-32ppm/℃，成功降低了燒結溫度但是品質因數損耗較為嚴重。

發明內容

本發明的目的是為了克服上述背景技術的不足，提供了一種Y_(3-x)R_xMgAl₃SiO₁₂石榴石型微波介質陶瓷材料及其制備方法。本發明的石榴石型微波介質陶瓷材料基于發明人前期研究的Y₃MgAl₃SiO₁₂微波陶瓷，以不同半徑的稀土元素離子取代Y離子，修飾Y-O₈十二面體配位(A位點)制備了Y_(3-x)R_xMgAl₃SiO₁₂(R＝Yb,Eu,Sm,x＝0.05,0.1)微波介質陶瓷材料，制備的所有陶瓷都是單相石榴石固溶體陶瓷，陶瓷材料的表面均顯示出較為均勻的晶粒分布，晶粒生長良好，有較高的致密化，且陶瓷材料的相對介電常數ε_r為8.1～11，品質因數Q×f為60169GHz～81914GHz，諧振頻率溫度系數τ_f為-38.4ppm/℃～-25.5ppm/℃，微波介電性能良好。