[发明专利]一种低损耗锰钽矿结构微波介质陶瓷材料

说明书

本发明公开了一种低损耗锰钽矿结构微波介质陶瓷材料，合成物表达式为ZnTi_1‑x(Al_0.5Nb_0.5)_xNb₂O₈，其中x＝0.05～0.20。先将ZnO、Al₂O₃、Nb₂O₅、TiO₂按化学计量式进行配料，再经过球磨、烘干、过筛，于950℃煅烧，再经过造粒，压制成型为坯体，坯体于1100℃～1200℃烧结，制成低损耗锰钽矿结构微波介质陶瓷材料。本发明材料具有微波介电性能如下：介电常数ε_r为26.4～34.5，品质因数Q×f值为17551GHz～67167GHz，谐振频率温度系数τ_f为‑56.13～‑74.76ppm/℃。该材料制备方法简单，采用中温烧结，节约时间成本和能源成本，应用前景广泛。

技术领域

本发明属于一种以成分为特征的陶瓷材料组合物，尤其涉及一种以ZnTi_1-x(Al_0.5Nb_0.5)_xNb₂O₈(x＝0.05～0.20)为化学式的中温烧结、具有良好微波介电性能的锰钽矿结构微波介质陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

随着无线通讯系统中信号传输频率的不断提高，电子元器件小型化、高集成化是必然趋势。其中，在微波频段，微波介质陶瓷材料因其优良的介电性能、较低的成本而得到广泛关注，常被用于谐振器、介质基板、双工器等的制造，它的研发水平直接影响该类微波无源器件的发展。目前，产业化的微波介质陶瓷材料以钡基钙钛矿和氧化铝陶瓷材料为主，其普遍特点是烧结温度较高(＞1300℃)，能耗大，因而开发新型中温烧结(＜1200℃)高性能微波介质陶瓷材料迫在眉睫。

ZnTiNb₂O₈具有无序锰钽矿结构，作为一种类金红石微波介质陶瓷材料，因其中温烧结特性，较佳微波介电性能(ε_r～34.3，Q×f～43500GHz)，原料成本较低而得到广泛关注。为提升其在微波频率下的频率选择特性，在现代无线通讯领域获得更广阔的应用前景，其Q×f值还需进一步提升。

发明内容

本发明的目的，是为了进一步提升ZnTiNb₂O₈类金红石微波介质陶瓷材料的Q×f值，以ZnO、Al₂O₃、Nb₂O₅、TiO₂为原料，采用传统固相法，提供一种具有良好微波介电性能的锰钽矿结构ZnTi_1-x(Al_0.5Nb_0.5)_xNb₂O₈微波介质陶瓷材料。

本发明通过如下技术方案予以实现。

一种低损耗锰钽矿结构微波介质陶瓷材料，合成物表达式为：ZnTi_1-x(Al_0.5Nb_0.5)_xNb₂O₈，其中x＝0.05～0.20。

上述低损耗锰钽矿结构微波介质陶瓷材料的制备方法，具有如下步骤：

(1)将ZnO、Al₂O₃、Nb₂O₅、TiO₂按化学计量式ZnTi_1-x(Al_0.5Nb_0.5)_xNb₂O₈其中x＝0.05～0.20进行配料；将粉料放入聚酯罐中，加入去离子水和氧化锆球后，球磨4～8小时；