[发明专利]3G移动通信应用中介质材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种3G移动通信应用中介质材料及其制备方法，特别是一种Ba(B2+1/3Nb5+2/3)O3型复合钙钛矿微波介质材料及其制备方法，属微波介质材料制备工艺技术领域。本发明一种高品质因素的复合钙钛矿微波介质材料，其特征在于具有以下各类型及其相应的化学式：(1)A缺位复合钛矿微波介质材料，其化学式为：Ba1+x(Co0.7Zn0.3)1/3Nb2/3O3，其x为：－0.015～+0.015；(2)A缺位复合钛矿微波介质材料，其化学式为：LaxBa1－3x/2(Co0.7Zn0.3)1/3Nb2/3，其中x为：0.0～0.04；(3)B缺位复合钙钛矿微波介质材料，其化学式为：Ba(Co0.7Zn0.3)(1－x)/3(Nb1－xWx)2/3O3，其中x为：0.0～0.06；(4)复合钙钛矿材料，Ba[(Co0.7Zn0.3)1/3Nb2/3]1－xZrxO3，x＝0.0～0.1；(5)复合钙钛矿材料，(1－x)BaZn1/3Nb2/3O3+xBaMg1/2W1/2O3，x＝0.0～1。上述各材料的制备方法按常规特种陶瓷工艺进行。

技术领域

本发明涉及一种高品质因数的微波介质材料配方及其制备方法， 特别是一种Ba(B2+1/3Nb5+2/3)O3型复合钙钛矿微波介质材料及其 制备方法。属微波介质材料制备工艺技术领域。

背景技术

应用于无线通信基站的微波介质谐振器和滤波器必须具有很好 的频率选择特性、带宽、小型化及低成本化。由于第三代无线通信， 即3G基站用介质谐振器承载的微波功率很大(＞200W)，对介质材料 的品质因数提出了更高的要求。因此，滤波器设计者较多地采用具有 较高Q值的复合钙钛矿结构陶瓷如Ba(Zn1/3Ta2/3)O3(BZT)(Qf＝ 150000GHz)。一般认为，Ba(B2+1/3B5+2/3)O3类型的复合钙钛矿结 构陶瓷材料，其Q值强烈依赖于B位离子有序度，BZT的高Q值归因 于B位离子有序度的提高[1，2]。但Ta2O5价格昂贵(2000元/kg)， 限制了该类材料的商用化应用。

近来，BZN材料的研究报道较多，Peter K.Davies[4，5]等人 在提高其B位离子有序性，改善品质因数上取得了较好的进展。但 BZN陶瓷的谐振频率温度系数太大(约为30ppm/℃)，研究发现B位 Co取代部分Zn可以线性地调节其谐振频率温度系数，当取代量在70mol％左右即为Ba(Co0.7Zn0.3)1/3Nb2/3O3(BCZN)时，可以使得谐 振频率温度系数接近于零，Qf值在20000-85000GHz之间变化[6-8]。 除原料纯度、制备工艺的影响外，BCZN材料Q值的低重复性被认为 与B位离子有序度难于控制及Co离子存在变价有关[9]。

根据我们以前对具有类似结构的BMT微波介质的研究，A位少量 点缺陷的存在，会极大地提高B位离子的有序度[10]。另外离子的有 序度的大小一般主要决定于两种离子的电荷差[11]，如果在B位引入 高电荷差价的离子，可能也会进一步提高B位离子的有序度。因此， 本专利主要内容为(1)利用结晶化学和固体化学原理，在钙钛矿结构 BCZN晶体点阵中引入一定量的点缺陷，通过控制固体缺陷的浓度与 分布来加快B位离子的有序化的动力学过程。(2)在BCZN材料的B位 引入高电荷差价的离子，进一步提高B位离子的有序度，进一步提高 其Q值。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种高品质因数的复合钙钛矿微波 介质材料。

本发明的目的之二在于提供该微波介质材料的制备方法。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种A缺位复合钙钛矿微波介质材料，其特征在于该材料具有 Ba1+x(Co0.7Zn0.3)1/3Nb2/3O3的化学式，其中X为：-0.015～+0.015。

一种A缺位复合钙钛矿微波介质材料，其特征在于该材料具有 LaxBa1-3x/2(Co0.7Zn0.3)1/3Nb2/3O3的化学式，其中X为：0.0～0.04。