[发明专利]一种层状中高介电常数低损耗微波介质陶瓷及其制备方法

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层状中高介电常数低损耗微波介质陶瓷及其制备方法。该陶瓷材料由A基片和B基片层状粘合而成，其中A基片由质量百分比为16％～17％的BaO、6.5％～45％的Sm₂O₃、8.5％～37％的Nd₂O₃、36％～40％的TiO₂和0.0％～3.0％的Al₂O₃构成，B基片由质量百分比为21％～22％的CaO、29％～30％的Sm₂O₃、30％～50％的TiO₂和0.0％～18％的Al₂O₃构成；这种微波介质陶瓷材料的介电常数为60～80，Q×f值为13000～22000GHz，谐振频率温度系数为‑5～+5ppm/℃。本发明制备的层状结构微波介质陶瓷材料的综合性能优于现有的中高介电常数微波介质陶瓷材料，制备方法避免了两种基片材料在高温下可能发生的化学反应，在介质谐振器、滤波器等微波器件制作领域有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及电子功能材料与器件技术领域，尤其涉及一种层状中高介电常数低损耗微波介质陶瓷及其制备方法。

背景技术

微波通常指频率为300MHz～300GHz的电磁波，相对于普通的无线电波，其频率高、信息容量大，具有更快的数据传输速度，并且为移动通信提供了大量的可用带宽。但高频率下介质材料的损耗更大，移动通信向高频发展对材料和器件都提出了更高的要求。微波介质陶瓷具有较大的相对介电常数、较低的损耗和较好的温度稳定性，被认为是一种在移动通信领域具有广阔应用前景的材料。介质谐振器的小型化要求介质具有更高的介电常数，因此具有中高介电常数(55)的微波介质陶瓷得到了研究者的广泛关注。

Ba_6-3xLn_8+2xTi₁₈O₅₄作为目前应用最为广泛的高介电常数微波介质陶瓷体系，其介电损耗已难以满足目前移动通信的需要。Ca_1-xLn_2x/3TiO₃具有高介电常数(100)和高Q×f值(10000GHz)，但其谐振频率温度系数非常大(100ppm/℃)，同样限制了其进一步应用。因此，需要开发新的材料体系和制备方法以获得性能更优的微波介质陶瓷体系。

发明内容

本发明的目的是提出一种层状中高介电常数低损耗微波介质陶瓷及其制备方法。

一种层状中高介电常数低损耗微波介质陶瓷，其特征在于，该陶瓷由A基片和B基片层状粘合而成；所述A基片由质量百分比为16％～17％的BaO、6.5％～45％的Sm₂O₃、8.5％～37％的Nd₂O₃、36％～40％的TiO₂和0.0％～3.0％的Al₂O₃构成；所述B基片由质量百分比为21％～22％的CaO、29％～30％的Sm₂O₃、30％～50％的TiO₂和0.0％～18％的Al₂O₃构成；所述微波介质陶瓷的介电常数为60～80，Q×f值为13000～22000GHz，谐振频率温度系数为-5～+5ppm/℃。

一种层状中高介电常数低损耗微波介质陶瓷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：按质量百分比称取A基片的原料粉体，加入无水乙醇行星球磨混合，干燥后过60目筛并进行预烧；将预烧后的粉体再次行星球磨，干燥后再过60目筛，加入聚乙烯醇水溶液，造粒并干压成圆柱状；对生坯进行排胶处理和烧结，得到A基片；