[发明专利]复相微波介质陶瓷材料及其制备方法

说明书

本发明属于材料技术领域，具体涉及一种复相微波介质陶瓷材料及其制备方法。本发明通过在复相陶瓷主体中掺杂氧化铝晶须，由于氧化铝晶须具有较高的机械强度和较高的弹性模量，将其适量加入复相陶瓷主体中具有补强增韧的作用，可极大地改善复相陶瓷主体的抗弯强度和抗热震性能。本发明提供的复相微波介质陶瓷材料具有良好的综合性能，其介电常数ε_r为30‑50，在‑40℃～85℃下的谐振频率温度系数τ_f为±10ppm/℃，品质因数Qf≥40000，抗弯强度≥200MPa，热震温度为110℃，可靠性更强，可满足介质谐振器与滤波器等微波元器件向小型化发展的要求，还能够适应昼夜温差大等恶劣的工作环境，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体涉及一种复相微波介质陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

近年来，随着移动通讯与卫星通讯技术的迅速发展，用于介质谐振器与滤波器等微波介质陶瓷已经成为近年来功能陶瓷最活跃的研究领域之一。其中钛酸镁(MgTiO₃)基陶瓷作为一种传统的微波介质陶瓷，具有低介电常数、高品质因子等优良微波介电性能。但是，因为陶瓷其固有脆性，在快速加热或者由高温极速冷却的过程中容易产生微裂纹，随着微裂纹迅速增多和扩展，可能导致微波介质陶瓷器件失效、剥离等灾难性破坏。此外，随着通讯事业朝着微型化、集成化、高频化的方向发展，对于高介微波介质材料的开发需求也越来越高。因此，开发一种高综合性能的微波介质陶瓷材料成为一个十分重要的课题。

发明内容

本发明的目的是提供一种复相微波介质陶瓷材料及其制备方法，旨在解决现有复相微波介质陶瓷材料存在的综合性能有待提升的技术问题。

为了实现上述发明目的，本发明一方面，提供了一种复相微波介质陶瓷材料，其包括复相陶瓷主体和分散在所述复相陶瓷主体中的掺杂剂，所述复相陶瓷主体包括氧化钙、氧化钐、二氧化钛和氧化铝，所述掺杂剂包括氧化铝晶须。

本发明通过在包括氧化钙、氧化钐、二氧化钛和氧化铝的复相陶瓷主体中掺杂氧化铝晶须，由于氧化铝晶须具有较高的机械强度和较高的弹性模量，将其适量加入复相陶瓷主体中具有补强增韧的作用，可极大地改善复相陶瓷主体的抗弯强度和抗热震性能。本发明提供的复相微波介质陶瓷材料具有良好的综合性能，其介电常数ε_r为30-50，在-40℃～85℃下的谐振频率温度系数τ_f为±10ppm/℃，品质因数Qf≥40000，抗弯强度≥200MPa，热震温度为110℃，可靠性更强，可满足介质谐振器与滤波器等微波元器件向小型化发展的要求，还能够适应昼夜温差大等恶劣的工作环境，具有良好的应用前景。

本发明另一方面，提供了一种复相微波介质陶瓷材料的制备方法，其包括如下步骤：

提供复相陶瓷主体和掺杂剂，所述复相陶瓷主体包括氧化钙、氧化钐、二氧化钛和氧化铝，所述掺杂剂包括氧化铝晶须；

将所述复相陶瓷主体与所述掺杂剂进行混合处理，经成型处理和烧结处理，得到复相微波介质陶瓷材料。

本发明提供的制备方法步骤简单，易于实施，制备得到的复相微波介质陶瓷材料具有良好的综合性能，其介电常数ε_r为30-50，在-40℃～85℃下的谐振频率温度系数τ_f为±10ppm/℃，品质因数Qf≥40000，抗弯强度≥200MPa，热震温度为110℃，可靠性更强。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和技术效果更加清楚，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。结合本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行；所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。