[发明专利]一种中介电常数的微波介质陶瓷及其制备方法

说明书

本发明提供了一种中介电常数的微波介质陶瓷及其制备方法。本发明方法工艺简单，采用分步烧制的方式，先分别烧制得到BLT预烧粉和SLT预烧粉，二者在后续烧制过程中将得到(Sr_1‑nBa_n)La₄Ti₄O₁₅基体，充分保证所得中介电常数的微波介质陶瓷的综合介电性能；优选地，可根据需要加入Nd₂O₃进行烧制，按照所需化学计量比进行配料，Nd₂O₃能够均匀地进入(Sr_1‑nBa_n)La₄Ti₄O₁₅基体中，改善所得中介电常数的微波介质陶瓷的综合介电性能，得到介电常数高，Q×f值高，谐振频率温度系数稳定、接近于零的中介电常数的微波介质陶瓷，充分满足电子通信等领域的实际应用要求。

技术领域

本发明涉及信息功能材料技术领域，具体而言，涉及一种中介电常数的微波介质陶瓷及其制备方法。

背景技术

微波介质陶瓷是应用于微波频段作为介质完成一种或多种功能的陶瓷材料，适于制作稳频振荡器、滤波器、鉴频器、介质天线和介质波导等各种微波器件，在移动电话、电讯广播及卫星通信系统等方面有着十分广泛的应用。随着现代通讯技术高频化的发展，为实现电子产品的小型化、便携化、多功能等，要求微波介质陶瓷材料具有良好的微波介电性能。

类钙钛矿结构的微波介质陶瓷BaLa₄Ti₄O₁₅(BLT)和SrLa₄Ti₄O₁₅(SLT)具有良好的微波介电性能。C.Vineis等人首次报道了BLT的微波介电性能：ε_r＝43，Q×f＝11583GHz，τ_f＝-17ppm/℃，其烧结温度是1575℃，保温时间是10h；I.N.Jawahar等人研究了MO-La₂O₃-TiO₂(M＝Ca，Sr，Ba)系微波介质陶瓷，结果表明SLT具有最佳的微波介电性能：ε_r＝45.1，Q×f＝50215GHz，τ_f＝-14ppm/℃，该系陶瓷需要在1500-1675℃下烧结4h；H.Ohsato等人详细研究了Ba_nLa₄Ti_3+nO_12+3n系微波介质陶瓷，发现当n＝1时的BLT具有最佳微波介电性能：ε_r＝46，Q×f＝46000GHz，τ_f＝-11ppm/℃，该系陶瓷需要在1400-1600℃下烧结2h；Y.Tohdo等人研究了ALa₄Ti₄O₁₅(A＝Ba，Sr，Ca)系微波介质陶瓷的晶体结构与微波性能的关系，发现BLT具有最大的介电常数(44.4)，SLT具有最佳的谐振频率温度系数(-8.4ppm/℃)，BLT需要在1600℃下烧结2h，SLT需要在1550℃下烧结48h；H.Zheng等人单独研究了BLT陶瓷的微波介电性能与晶体结构、显微结构的关系，通过调节烧结工艺，得到了较好的微波介电性能：ε_r＝45，Q×f＝44000GHz，τ_f＝-2ppm/℃，BLT需要在1450℃下烧结6h；Y.Fukami等人研究了模板籽晶的加入量对BLT微波性能的影响，发现随模板籽晶加入量的增大，介电常数和谐振频率温度系数提高，而品质因数变化不大，该法制备的陶瓷需要在1600℃下烧结2h。