[发明专利]一种中介电常数复合微波介质陶瓷材料及其制备方法

说明书

本发明涉及材料科学领域，旨在提供一种中介电常数复合微波介质陶瓷材料。该微波介质陶瓷材料的化学表达式为(1‑x)Li₂Ti_0.75(Mg_1/3Nb_2/3)_0.25O₃+x BaTi₄O₉+ywt％M；其中，0.4≤x≤0.6，y为占Li₂Ti_0.75(Mg_1/3Nb_2/3)_0.25O₃和BaTi₄O₉总质量的质量分数，0.5≤y≤2，M为助剂，是LiF、MnCO₃、CuO或GeO₂中的一种或几种混合。本发明的材料介电常数在30左右，Q×f值较高，谐振频率温度系数小；能满足谐振器、滤波器、GPS天线等微波元器件对介电常数30左右微波介质陶瓷材料的需求。本发明制备工艺简单，重复性好。

技术领域

本发明属于材料科学领域，具体涉及一种中介电常数复合微波介质陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

微波介质陶瓷是一类应用于微波频段(300MHz～300GHz)，在电路系统中发挥介质隔离、介质波导和介质谐振等一系列电路功能的陶瓷。以微波介质陶瓷材料制备的谐振器、滤波器、介质天线等微波器件已成为通信设备的核心部件。近年来，随着4G/5G移动通信、卫星通信、无线网络、全球卫星定位系统、蓝牙等技术的快速发展，微波器件正朝着小型化、高频化和轻量化方向发展，对微波介质陶瓷材料提出了更高的要求：介电常数系列化，以满足不同通信频段器件的需求；Q×f值越高越好，以减少微波元器件的损耗；频率温度系数尽可能小，以减少微波元器件性能随外界环境的变化的影响。

目前，已有系列化的微波介质陶瓷材料相继开发，然而介电常数在25～35的中介电常数微波介质陶瓷材料体系较少，而谐振器、滤波器等微波元器件对该范围介电常数的微波介质陶瓷材料有强烈的需求。Ba(Zn,Ta)O₃陶瓷具有优异的微波介电性能：其介电常数约为29，品质因数Q×f约为70000GHz，频率温度系数接近于零，但Ta昂贵，该材料制造成本高。Li L X等在《Ceramics International》2016年42卷7卷9157-9161页发表的“Crystalstructure and microwave dielectric properties of the low dielectric lossZnZr_1-xSn_xNb₂O₈ceramics”一文中报道了ZnZr_0.8Sn_0.2Nb₂O₈陶瓷在1275℃烧结的微波介电性能：其介电常数ε_r为27.37，品质因数Q×f值为76814GHz,但是该陶瓷的频率温度系数非常大，达到-55.09ppm/℃。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种中介电常数复合微波介质陶瓷材料及其制备方法。

为解决技术问题，本发明的解决方案是：