[发明专利]一种微波介质材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及无机非金属材料技术领域，特指一种微波介质材料；它采用微波介质材料制备方法，利用微波介质材料的普通化学原料，制备得到高Q值、低频率温度系数的微波介质材料，以满足现代移动通信应用中对微波介质材料高Q值和低频率温度系数的要求，尤其是在介质加载金属腔滤波器和双工器等腔体微波器件方面的应用。

背景技术

微波介质陶瓷(MWDC)，是指应用于微波频段电路中作为介质材料并完成一种或多种功能的陶瓷，在现代通讯中被广泛应用于卫星电视、雷达、移动通讯、移动设备等通信系统及现代医学等众多领域。

随着第四代无线通信，即4G的发展，对现代通讯技术中的关键基础材料——微波介质陶瓷材料的要求越来越高，在要求介电常数ε_r向着更高和超低两个方向发展、频率温度系数τ_f尽可能小的同时，也要求品质因数(Q)尽可能高以满足不同通信领域的设计应用要求；目前，介电常数为20～22的微波介质材料，国际上最领先的微波介质材料的品质因数(Q)值可达到10357(测试频率约6.8GHz)，频率温度系数约为±3～8ppm/℃(-45～25℃或25℃～+85℃)；而国内的最领先的微波介质材料的品质因数(Q)值大约在10550～12400左右(测试频率为6.95GHz)，频率温度系数约为±3～8ppm/℃(-45～25℃或25℃～+85℃)；但是目前的微波介质材料的品质因数(Q)值和频率温度系数还不是很满意，有待于改善，因此，开发高品质因数(Q)值、低频率温度系数是微波介质材料的发展方向。

本发明就是在这种背景下开发成功的，以满足现代移动通信应用中对材料高品质因数值和低频率温度系数的要求，尤其是在介质加载金属腔滤波器和双工器等腔体微波器件方面的应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种高品质因数值和低频率温度系数的微波介质材料的配方和制备工艺。

本发明的目的是这样来实现的：

所述介质配方以重量百分比表示包括：MgTiO₃ 61-92％,CaTiO₃ 3-23％,MgO 1-12％,Cr₂O₃ 0.01-1.5％,CeO₂ 0.01-1％,Bi(Ti_1/2Mg_1/2)O₃ 0.5-2.5％,Sr₂MgSiO₅ 0.1-1.5％。

其中MgTiO₃、CaTiO₃、Bi(Ti_1/2Mg_1/2)O₃、Sr₂MgSiO₅分别是采用常规的化学原料以固相法合成。

本发明的陶瓷材料中所用的MgTiO₃的制备过程包括：将常规的化学原料MgCO₃和TiO₂按1：1摩尔比配料，研磨混合均匀后放入氧化铝坩埚内于1280℃保温120分钟，固相反应合成MgTiO₃，冷却后研磨过200目筛，备用。

本发明的陶瓷材料中所用的Bi(Ti_1/2Mg_1/2)O₃的制备过程包括：将常规的化学原料Bi₂O₃、TiO₂和MgCO₃按1/2:1/2:1/2的摩尔比配料，研磨混合均匀后放入氧化铝坩埚内于1050℃保温120分钟，固相反应合成Bi(Ti_1/2Mg_1/2)O₃，冷却后研磨过200目筛，备用。

本发明的陶瓷材料中所用的CaTiO₃的制备过程包括：将常规的化学原料CaCO₃和TiO₂按1：1摩尔比配料，研磨混合均匀后放入氧化铝坩埚内于1280℃保温120分钟，固相反应合成CaTiO₃，冷却后研磨过200目筛，备用。