[发明专利]一种中温烧结温度稳定型高Q值微波介质陶瓷

说明书

本发明公开了一种中温烧结温度稳定型高Q值微波介质陶瓷，先将MgO、TiO₂和SnO₂按化学计量式(Mg_0.97Sn_0.03)TiO₃进行配料，经球磨、干燥、过筛后于800～1000℃预烧，过筛后外加质量百分比含量为1～4％的B₂O₃和质量百分比含量为1～4％的ZnO进行混合、球磨，再经烘干、过筛后进行造粒、过筛；再压制成生坯，生坯于1150℃烧结，保温2～8小时，制成微波介质陶瓷。本发明满足了中温烧结T_s值1150℃，具有较小的谐振频率温度系数τ_f值‑12.8～‑13.6ppm/℃，高的品质因数Qf值110,211～122,502GHz，同时兼具适中的的介电常数ε_r值16.23～17.76，且制备工艺简单，由其制作研发的高品质微波器件具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于一种以成分为特征的微波介质陶瓷组合物，特别涉及一种中温烧结温度稳定型高Q值微波介质陶瓷。

背景技术

随着现代通信技术的不断发展，对通信系统的容量、信息传输速率及抗截获能力提出了更高的要求。高频信号具有更大的频带宽度和更强的抗干扰能力，因此提升通信系统的工作频率是解决上述问题的主要途径。基于微波介质陶瓷研发的元器件具有插损低，容量大、应用频率高、稳定性好等优点，是实现上述目标的重要一环。

高性能微波介质陶瓷作为研发高品质微波器件的关键材料，已成为近年来最活跃的研究方向之一。其中，MgTiO₃微波介质陶瓷是一种类钙钛矿结构的材料，在毫米波段具有高的品质因数(Qf～160,000GHz)，有利于提高微波器件的频率选择特性，抑制回路中的电子噪声，保持信号的完整性。然而，其存在温度稳定性差(τ_f～-50ppm/℃)，烧结温度过高(T_s≥1400℃)的缺点。

微波器件需要在不同的环境温度下工作，当微波介质陶瓷τ_f值很大时，器件的中心谐振频率随着温度的变化将会有很大的漂移，导致器件不能正常的工作，一般要求材料的|τ_f|≤20ppm/℃，即微波介质陶瓷需要具有较小的谐振频率温度系数，这样才能确保所制备的器件具有高可靠性和高稳定性。当微波介质陶瓷烧结温度过高时，与器件匹配的电极浆料中贵金属钯Pd的含量会上升，增加器件的生产制造成本。因此亟需解决MgTiO₃微波介质陶瓷温度稳定性差、烧结温度过高的问题，本发明通过添加低熔点氧化物B₂O₃和ZnO，基于液相传质机理，加速烧结传质过程，调控结构稳定性，获得的MgTiO₃基微波介质陶瓷满足中温烧结(T_s:1150℃)，具有较小的谐振频率温度系数(τ_f:-12.8～-13.6ppm/℃)，高的品质因数(Qf:110,211～122,502GHz)，是一种很有前景的中温烧结温度稳定型高Q值微波介质陶瓷

发明内容

本发明的目的，是克服现有MgTiO₃微波介质陶瓷温度稳定性差(τ_f～-50ppm/℃)，烧结温度过高(T_s≥1400℃)的缺点，通过添加低熔点氧化物B₂O₃和ZnO，基于液相传质机理，加速烧结传质过程，调控结构稳定性，获得的MgTiO₃基微波介质陶瓷满足中温烧结(T_s:1150℃)，具有较小的谐振频率温度系数(τ_f:-12.8～-13.6ppm/℃)，高的品质因数(Qf:110,211～122,502GHz)，提供一种很有前景的中温烧结温度稳定型高Q值微波介质陶瓷。

本发明通过如下技术方案与已实现。