[发明专利]高介微波介质陶瓷材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种高介微波介质陶瓷材料，材料化学通式为(Ca_0.35Li_0.25Nd_0.35)(Ti_1‑xD_x)O₃，其中0.01≤x≤0.05，D的组成为VW，V代表价态高于四价的Ta，W代表价态低于四价且平均离子半径接近于Ti⁴⁺的单个或多种元素，V和W可以同时取代或单独取代；本发明还提供一种高介微波介质陶瓷材料的制备方法，包括步骤：配料、球磨、烘干过筛、预烧、造粒、模压成型、烧结；本发明制得的材料具有高介电常数和较高Q×f值，可调的频率温度系数。配方中不含Pb，Cd等挥发性有毒金属，性能稳定，能够满足现代微波器件的应用需求，原材料在国内供应充足，价格相对低廉，使高性能微波陶瓷的低成本化成为可能。

技术领域

本发明属于电子信息功能材料与器件技术领域，具体涉及的是一种频率温度系数可调的高介Ca-Li-Nd-Ti基微波介质陶瓷材料及其制备方法，可用于制作现代移动通信与物联网技术中的介质谐振器、介质滤波器、介质基板以及介质天线等微波元器件。

背景技术

目前，信息技术正朝着高频、大功率、集成、多功能化方向快速发展，而且随着现代移动通信技术和物联网技术的迅猛发展，高频微波技术在通信、导航、卫星、蓝牙、传感物联网射频技术等系统中，有着广泛而重要的应用。其中，作为物联网感知层的核心技术之一的射频识别技术(radio frequency identification，RFID)是由读写器、天线和电子标签组成，同时该技术作为无线通信技术应用之一，它的多个部件均需利用到微波介质陶瓷，所以，微波介质陶瓷是该系统的核心基础材料，另外随着RFID更深入广泛的应用，其对微波介质材料的要求也日趋提高：高介电常数，与此同时该材料需满足较低的微波损耗和趋近于零的频率温度系数。这三项性能指标均是微波介质材料的重要参数：(1)高的介电常数有利于实现元器件的小型化，因为谐振器的尺寸和电介质材料的介电常数ε_r的平方根成反比；(2)高品质因数，微波介质陶瓷材料的Q×f值越大，滤波器的插入损耗就越低；(3)低的频率温度系数τf意味着器件的中心频率随环境温度变化小，工作稳定性高。因此研制微波频率下具有系列化高介电常数，低损耗且较低的频率温度系数的微波介质陶瓷材料具有很大的应用价值。