[发明专利]一种中等介电常数高Q微波介质陶瓷材料及其制备方法

说明书

本发明公开了属于电子功能材料与器件技术领域的一种中等介电常数高Q微波介质陶瓷材料及其制备方法。所述陶瓷材料由BaO、SrO、La₂O₃、TiO₂和Al₂O₃构成，其重量百分比为：0.1％～3.0％BaO、0.1％～8.0％SrO、59％～74％La₂O₃、21％～30％TiO₂、0.1％～7.0％Al₂O₃；所述陶瓷材料的介电常数为39.2～48.6、Q×f值为51600～89900GHz、谐振频率温度系数为‑0.8～‑30.3ppm/℃。与介电常数相近的微波介质陶瓷材料相比，本发明所述微波介质陶瓷材料具有更高的Q×f值和近零的谐振频率温度系数，有望用于制作介质谐振器、介质滤波器和微波电容器等高性能微波器件。

技术领域

本发明属于电子功能材料与器件技术领域，特别涉及一种中等介电常数高Q微波介质陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

微波介质陶瓷是应用于微波频段电路中作为介质材料完成一种或多种功能的陶瓷材料，因为其损耗低、温度稳定性好的特点，在现代通信中被用作谐振器、滤波器、介质天线等微波器件。随着移动通信技术向高频化的发展，对微波器件的性能要求越来越高，要求微波介质陶瓷具有极低的损耗、良好的温度稳定性和较高的介电常数。随着移动通信基站装备对高性能滤波器和电容器的微小型化和高频率选择性的需求，基站用滤波器和电容器要求微波介质陶瓷材料具有更高的介电常数和极低的介质损耗，目前可用于基站的介质滤波器和微波电容器的中等介电常数(40左右)、谐振频率温度系数近零的微波介质陶瓷的Q×f值一般在50000GHz以下，不能满足新一代移动通信基站用介质滤波器和微波电容器的要求，开发一种具有中等介电常数、更高Q微波介质陶瓷材料具有重要的实际意义。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种中等介电常数高Q微波介质陶瓷材料，所述陶瓷材料由BaO、SrO、La₂O₃和TiO₂构成或由BaO、SrO、La₂O₃、TiO₂和Al₂O₃构成，其重量百分比为：0.1％～3.0％BaO、0.1％～8.0％SrO、59％～74％La₂O₃、21％～30％TiO₂、0.1％～7.0％Al₂O₃；所述陶瓷材料的介电常数为39.2～48.6、Q×f值为51600～89900GHz、谐振频率温度系数为-0.8～-30.3ppm/℃。

一种中等介电常数高Q微波介质陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：

1)按权利要求1所述百分比称取原料粉体，加入酒精作为球磨介质，混合行星球磨得到浆料；球磨过程的球料比为10:1，球磨时间为8小时以上，转速为300转每分钟；所述二氧化钛为金红石相；

2)将混合均匀的浆料干燥并过80目筛，进行预烧，合成一种具有六方钙钛矿结构的化合物；

3)步骤2)得到的化合物进行二次行星球磨，球磨时间4小时以上，球料比为10:1，转速为300转每分钟；

4)步骤3)得到的粉体经干燥，过80目筛后，加入聚乙烯醇水溶液PVA，研磨造粒，并通过干压成型，得到生坯；

5)对生坯进行排胶和烧结处理。

所述步骤2)中的预烧温度范围为1400～1450℃，预烧时间为2-4小时。

所述步骤4)中生坯的压制压力为100～200兆帕，施加压力方式为轴向压力。

所述步骤5)中的生坯的排胶温度为600℃，排胶时长为4小时，烧结温度为1500～1650℃，烧结时间为4～8小时。