[发明专利]一种高介电常数高Qf值的陶瓷材料及其制备方法与应用

说明书

本发明提供一种高介电常数高Qf值的陶瓷材料及其制备方法，涉及信息功能材料领域。该陶瓷材料包括主晶相与改性添加物。主晶相包括主材和辅材。主晶相的化学通式为Ba_4+2xLn_4+8xTi_22‑7xO₅₄·yZr_0.8Sn_0.2TiO₄，其中0x0.13且0y0.05；其中Ba_4+2xLn_4+8xTi_22‑7xO₅₄为主材的化学通式，Ln选自La、Y、Sm、Dy、Ho、Er和Nd中的一种或几种。Zr_0.8Sn_0.2TiO₄为辅材的化学式。主晶相在陶瓷材料中的质量分数为99～99.5wt％，改性添加物在陶瓷材料中的质量分数为0.5～1wt％。采用固相法分别合成主材以及辅材，制备出均匀的粉末态陶瓷材料，该粉末态的陶瓷材料烧结后得到具有高介电常数高Qf值的陶瓷材料，该材料能满足微波器件的高介电常数高Qf值要求。

技术领域

本发明涉及信息功能材料领域，且特别涉及一种具有高介电常数高Qf值的陶瓷材料及其制备方法与应用。

背景技术

微波介质陶瓷材料是近年来迅速发展起来的一类新型功能陶瓷材料。它是介质谐振器、滤波器、振荡器、双工器、天线、介质基板等在内的新型微波电路和器件的核心基础材料，在现代微波通信和卫星导航系统和设备中有广泛的应用。随着移动通信和雷达技术的进步，微波电子元器件逐渐向高频方向发展，故具备高介电常数、高品质因数、近零谐振频率温度系数的微波介质陶瓷材料越来越成为研究热点，兼具这三种性质的微波介质陶瓷材料较为短缺。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有高介电常数高Qf值的陶瓷材料及其制备方法，以满足微波器件对高介电常数、高品质因数、近零谐振频率温度系数的微波介质陶瓷材料的需求。本发明采用以下方案来实现目的。

一种高介电常数高Qf值的陶瓷材料，包括主晶相和改性添加物，所述主晶相包括主材和辅材。所述主晶相的化学通式为Ba_4+2xLn_4+8xTi_22-7xO₅₄·yZr_0.8Sn_0.2TiO₄，其中0x0.13且0y0.05；其中Ba_4+2xLn_4+8xTi_22-7xO₅₄为所述主材的化学通式，Ln选自La、Y、Sm、Dy、Ho、Er和Nd中的一种或几种。Zr_0.8Sn_0.2TiO₄为所述辅材的化学式。所述主晶相在所述陶瓷材料中的质量分数为99～99.5wt％，所述改性添加物在所述陶瓷材料中的质量分数为0.5～1wt％。

进一步地，主晶相中，取x＝0.10且y＝0.03。

进一步地，所述改性添加物选自Sb₂O₃、Bi₂O₃、MnCO₃、MnO₂、ZnO和TiO₂中的一种或一种以上混合物。

进一步地，各个所述改性添加物在所述陶瓷材料中所占的质量分数范围分别是：Sb₂O₃为0～0.3％，Bi₂O₃为0～0.5％，MnCO₃为0～0.6％，ZnO为0～0.5％，TiO₂为0～0.6％。

本发明的高介电常数高Qf值的陶瓷材料的制备方法包括以下步骤：