[发明专利]5G通信基站用陶瓷滤波器材料及其制备方法

说明书

本发明公开一种5G通信基站用陶瓷滤波器材料及其制备方法，材料包括有以下重量百分比原料：二氧化钛54％～58％；碳酸钙4％～6％；氧化镁28％～32％；氧化锌5％～7％；氧化锆1％～2％；微量添加物：氧化锰0.1％～0.3％；碳酸锂0.05％～0.1％。采用本发明配方和方法制备得到的材料，其介电常为20.5±0.1，Q.f值高达90000GHz以上，谐振频率温度系数接近零PPm/℃，性能上得到了很大的提升，本发明材料可作为环保微波用滤波器和振荡器等电子元器件的关键核心材料使用，而广泛应用于移动通信、卫星通信、全球卫星定位系统(GPS)、蓝牙技术以及无线局域网(WLA)等现代通信行业，具有重要工业应用价值。

技术领域

本发明涉及滤波器领域技术，尤其是指一种5G通信基站用陶瓷滤波器材料及其制备方法。

背景技术

目前，随着我国航天科技、卫星通讯的快速发展，届时将形成多波段的固定广播通信卫星、专用广播卫星、直播卫星、移动广播卫星、移动通信卫星和专用GPS全球定位，安全导航卫星。以及以IP业务为主的数据业务对传输带宽需求的进一步增长，更长波长的L波段的开发和应用越来越成为人们关注的重点。同时也带动了对相应的微波谐振器、滤波器、振荡器、微波电容器等相关微波元器件的需求。卫星通讯广播通常应用的频率为S、L、C、Ku波段，对于应用于5G通信基站用的微波介质陶瓷要求具有高的介电常数(20～21)、高品质因数稳定的谐振频率温度特性和体积小，价格便宜等。

然而，现有技术中的微波介质陶瓷其中含有铅、铬、汞等重金属成分，不符合绿色环保的无污染要求，更不符合欧共体最新出台的无铅标准和废旧电器回收标注的RHOS和WEEE的严格标准要求，无法在高频领域产品中应用，不能够将产品进行出口到世界的任何国家，以及，传统微波介质陶瓷的烧结工艺为1500-1550℃，制备过程不节能；此外，现有技术中微波介质陶瓷的配方在L波段的介电常数65-80，Q值只有1000-1500，谐振频率温度系数大于±20PPm以上，性能无法满足使用的要求。因此，有必要研究一种方案以解决上述问题。

发明内容

有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种5G通信基站用陶瓷滤波器材料及其制备方法，其采用氧化物与添加剂混合固相反应法制备的MgTiO₃、CaTiO₃，Zn₂TiO₃的微晶体，并添加微量添加物制得的晶粒细小均匀、气孔率低和性能优良的陶瓷滤波器材料，在各添加剂的添加范围内都可以获得很好的微波特性，且国内原料成本低，可进一步加强和国外微波陶瓷的竞争力，加速国产微波陶瓷的大量应用。

为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：

一种5G通信基站用陶瓷滤波器材料，包括有以下重量百分比原料：二氧化钛54％～58％；碳酸钙4％～6％；氧化镁28％～32％；氧化锌5％～7％；氧化锆1％～2％；微量添加物：氧化锰0.1％～0.3％；碳酸锂0.05％～0.1％。

作为一种优选方案，所述二氧化钛、碳酸钙、氧化镁、氧化锌、氧化锆、氧化锰和碳酸锂的纯度均为99.5％以上。

一种5G通信基站用陶瓷滤波器材料的制备方法，包括有以下步骤：

(1)备好以下重量百分比原料：二氧化钛54％～58％；碳酸钙4％～6％；氧化镁28％～32％；氧化锌5％～7％；氧化锆1％～2％；微量添加物：氧化锰0.1％～0.3％；碳酸锂0.05％～0.1％；

(2)将上述原料经过配料加入球磨机混合搅拌球磨8h，球磨介质为直径是5～15mm的氧化锆球，按照原料：氧化锆球：去离子水＝1：4：2的比例进行混合球磨后得到粒径2-3μm的均匀料浆；

(3)将步骤(2)得到的料浆经喷雾干燥后过100目筛装入刚玉坩埚在1050℃恒温3-4h煅烧合成的到煅烧合成料；