[发明专利]一种高性能微波介质陶瓷材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高性能微波介质陶瓷材料及其制备方法，该陶瓷材料由以下重量份的原料制备而成：ZrO₂ 20‑30份、BaCO₃ 25‑35份、Nb₂O₅ 1‑3份、无机纳米粒子30‑35份、导热填料10‑20份、红外反射二氧化钛0.5‑5.5份、光稳定剂0.2‑1.0份、金属纳米级添加剂1‑5份、耐化学品改性剂0.5‑5份、其他助剂0.5‑2.0份；所述耐化学品改性剂为含氟类添加剂，分子量为1000‑10000，可以为液体或固体形态存在。本发明制备工艺简单，制备所得的材料稳定性好，具有优良的耐候性，介电常数大，Q_f值高，谐振频率温度系数近零可调，成本低，且易于大批量生产。

技术领域

本发明涉及微波材料领域，具体涉及一种高性能微波介质陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

随着移动通信的发展，微波元器件的小型化、集成化、高频率化和低成本化已成为发展趋势。微波介质陶瓷材料由于具有较高的介电常数、低介电损耗和稳定的谐振频率温度系数而成为微波元器件发展的关键材料之一。理论及实验均证明，以微波介质陶瓷制作的各种微波器件，如介质谐振器、滤波器及微波介质天线等广泛应用于微波技术的各个领域。

介质谐振器通常具有无载品质因数高、频率温度系数小且可调、体积不大等特点，因而受到越来越广泛的应用。相应的微波介质陶瓷材料必须同时具有(1)较高的介电常数(30-60)、(2)高的品质因数(Q_f≥40000GHz)、(3)近零可调的谐振频率温度系数。

虽然介质的介电常数越高，谐振器和滤波器的尺寸可以越小。但是这种情况下介质的介电常数过大，介质谐振器中电磁场集中于介质内，导致谐振器的耦合太弱而使滤波器的带宽变小。而且介质材料的Q_f值与介电常数成反比，通常介电常数大于60且谐振频率温度系数近零的介质材料其Q_f值不超过30000GHz。

目前现代通信行业的发展趋势对介质材料提出的要求是在满足介电常数较大与谐振频率温度系数近零可调的同时，要尽可能的提高Q_f值，同时要降低成本，提高产品性能的稳定性和重复性。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术存在的问题，提供一种高性能微波介质陶瓷材料及其制备方法，制备工艺简单，制备所得的材料稳定性好，具有优良的耐候性，介电常数大，Q_f值高，谐振频率温度系数近零可调，成本低，且易于大批量生产。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种高性能微波介质陶瓷材料，由以下重量份的原料制备而成：

ZrO₂ 20-30份、BaCO₃ 25-35份、Nb₂O₅ 1-3份、无机纳米粒子30-35份、导热填料10-20份、红外反射二氧化钛0.5-5.5份、光稳定剂0.2-1.0份、金属纳米级添加剂1-5份、耐化学品改性剂0.5-5份、其他助剂0.5-2.0份；

所述耐化学品改性剂为含氟类添加剂，分子量为1000-10000，可以为液体或固体形态存在。

优选地，所述无机纳米粒子为纳米二氧化硅。

优选地，所述含氟类添加剂为含有全氟烷基的丙烯酸系添加剂。

优选地，所述导热填料由为氧化镁、氧化锌、氢氧化铝、氮化硼按质量比1∶2∶3∶1混合所得，所述导热填料的粒径在0.5um-2.0um，纯度大于96％。

优选地，所述光稳定剂为水杨酸酯、苯并三唑类的UV吸收剂、受阻胺类自由基捕捉剂中的一种或两种混合物。