[发明专利]微波介质陶瓷材料及其制备方法和应用、微波介质陶瓷体及其制备方法和应用、微波器件

说明书

本发明涉及电子陶瓷领域，提供了一种微波介质陶瓷材料及其制备方法和应用、微波介质陶瓷体及其制备方法和应用、微波器件。该微波介质陶瓷材料主要由陶瓷主料和任选的添加剂制备而成：陶瓷主料包括特定重量百分比的MgO、CaO、SiO₂、Nd₂O₃、Sm₂O₃和TiO₂；添加剂包括特定重量百分比的R的氧化物，R包括Nb、Zn、Zr、Mn、Y、Ni、Cu、Mo或Al中的至少一种；其中，各组分的重量百分比之和为100％。上述微波介质陶瓷材料的介电常数在15‑30之间连续可调，25℃的f*Q＞45000，具有良好的温度特性，在‑40℃、25℃、110℃时的频率温度系数均接近零，温度稳定性高。

技术领域

本发明涉及电子陶瓷领域，具体而言，涉及一种微波介质陶瓷材料及其制备方法和应用、微波介质陶瓷体及其制备方法和应用、微波器件。

背景技术

随着现代通信技术的不断发展，对元器件的小型化、集成化和模块化的要求日益迫切，对微波介质材料提出了更高的要求，微波介质陶瓷已成为近年来功能陶瓷最活跃的研究领域之一。微波是指频谱为300MHz～300GHz的电磁波，现代通信技术利用微波频率范围宽、频率高、穿透性强等特点，可以进行大容量、高质量和远距离传输。

近三十年来，关于微波介质陶瓷的研究日益成熟，许多体系已经得到深入研究和广泛的使用。总体上，微波介质陶瓷的发展趋势是朝着高介电常数、高介电常数且高品质因数、和低介电常数但超高品质因数这三个方向发展。随着通讯技术的发展，对介质滤波器、微波天线使用要求越来越高，对于微波介质陶瓷的要求更苛刻，除了有合适的介电常数(εr)，还必须满足高的品质因数(Q，Q与损耗因数tanδ成反比)和接近零的频率温度系数。随着现代通信技术的工作频率越来越高，微波器件的小型化越来越不需要依赖于高介电常数，具有高品质因数的中、低介电常数材料(εr＝15-30)的地位也日益凸显，逐渐成为研究的重点。其中，钛酸镁(MgTiO₃)陶瓷作为一种传统的微波介质材料，在毫米波段仍然具有低介电常数、超高品质因数等优异的微波介电性能，但存在温度稳定性差(τf＝-50ppm/℃)的缺点。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种微波介质陶瓷材料，该陶瓷材料具有较低的介电常数和合理的f*Q值，介电性能好，并且具有良好的温度特性，在-40℃、25℃、110℃时的频率温度系数τf均接近零，温度稳定性高。

本发明的第二目的在于提供一种上述微波介质陶瓷材料的制备方法。

本发明的第三目的在于提供一种上述微波介质陶瓷材料的应用。

本发明的第四目的在于提供一种微波介质陶瓷体。

本发明的第五目的在于提供一种微波介质陶瓷体的制备方法。

本发明的第六目的在于提供一种微波介质陶瓷体在制备微波器件中的应用。

本发明的第七目的在于提供一种微波器件。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种微波介质陶瓷材料，主要由陶瓷主料和添加剂制备而成：

按各组分占微波介质陶瓷材料的重量百分比，陶瓷主料包括：MgO 20-40％、CaO1-10％、SiO₂ 0-25％且不包括0、Nd₂O₃ 0.5-15％、Sm₂O₃ 0-15％和TiO₂ 30-65％；

按各组分占微波介质陶瓷材料的重量百分比，添加剂包括：R的氧化物0-5％，R包括Nb、Zn、Zr、Mn、Y、Ni、Cu、Mo或Al中的至少一种；