[发明专利]一种钡钐钛系低损耗微波介质陶瓷及其制备方法

说明书

本发明公开了一种钡钐钛系低损耗微波介质陶瓷，该微波介质陶瓷是由主料和辅料复合而成，主料的组成表达式为Ba_7‑xSm_(8+2x/3)Ti₃₀O₇₉，其中，0.01≤x≤0.06，所述辅料为Cu‑ZnO、Al₂O₃和MnO₂，其中，Cu‑ZnO相对于主料的质量分数为a，1％≤a≤5％，Al₂O₃相对于主料的质量分数为b，0％≤b≤5％，MnO₂相对于主料的质量分数为c，0％≤c≤0.5％。本发明还公开了该钡钐钛系低损耗微波介质陶瓷的制备方法。本发明的微波介质陶瓷具有优异的微波介电性能，且制备原料无毒又价格低廉，制备工艺简单，具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于电子陶瓷及其制备技术领域，具体地，涉及一种钡钐钛系低损耗微波介质陶瓷及其制备方法。

背景技术

微波是指波长从lm～lmm(相应频率为300MHz～300GHz)的电磁波，它具有波长短、频率高、量子特性明显等特征微波技术是本世纪内得到迅速发展的一门技术，广泛应用于雷达、导航、多路通讯、遥感及电视等方面。

微波陶瓷介质在介质谐振器、介质滤波器、介质天线等微波通信元器件中的应用，使实现无线通信设备小型化和低成本化成为了现实。如今，微波介质陶瓷广泛应用于微波和移动通信领域，研制拥有自主知识产权的微波介质陶瓷新材料，已经成为事关国家长远发展和国家安全的战略性、前沿性和前瞻性高技术问题。近年来，随着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。因此高介电常数、高品质因数、频率温度系数接近零且烧结温度低是微波介质陶瓷的重点研究发展方向。对于Ba-Sm₂O₃-TiO₂体系陶瓷烧结温度通常大于1350℃，而且损耗较大，这些阻碍了它的大规模实际应用。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种钡钐钛系低损耗微波介质陶瓷及其制备方法，该微波介质陶瓷具有优异的微波介电性能，制备原料无毒且价格低廉，制备工艺简单，具有广泛的应用前景。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：一种钡钐钛系低损耗微波介质陶瓷，其是由主料和辅料复合而成，主料的组成表达式为Ba_7-xSm_(8+2x/3)Ti₃₀O₇₉，其中，0.01≤x≤0.06，所述辅料为Cu-ZnO、Al₂O₃和MnO₂，其中，Cu-ZnO相对于主料的质量分数为a，1％≤a≤5％，Al₂O₃相对于主料的质量分数为b，0％≤b≤5％，MnO₂相对于主料的质量分数为c，0％≤c≤0.5％。

其中，辅料中的Cu-ZnO是通过CuO和ZnO按照1:1的摩尔比配制而成。

作为本发明优选的技术方案，各个辅料相对于主料的质量分数中，1％≤a≤5％，1％≤b≤5％，0.1％≤c≤0.5％。

本发明还提供了一种钡钐钛系低损耗微波介质陶瓷的制备方法，具体的，包括以下步骤：