[发明专利]一种复合微波介质陶瓷及其制备方法

说明书

本发明提供了一种复合微波介质陶瓷，由包括以下组分的原料制备而成：MAT复合氧化物陶瓷65重量份～90重量份；SCT复合氧化物陶瓷10重量份～35重量份；所述MAT复合氧化物陶瓷具有Mg₂Ti_1‑xAl_xO_4+δ所示的通式；式中，x＝0～0.1；所述SCT复合氧化物陶瓷具有Sr_2‑zCa_zTiO₄所示的通式；式中，z＝0～1。与现有技术相比，本发明提供的复合微波介质陶瓷介电损耗低，频率温度系数连续可调，成本低，且能实现低温烧结。实验结果表明，本发明提供的复合微波介质陶瓷的介电常数在16.8～24.6之间，Q×f值为42700GHz～135000GHz，相比于同介电常数的其他体系微波介质陶瓷，本体系Q×f值大，介电损耗低；同时，谐振频率温度系数在‑23ppm/℃～26ppm/℃之间连续可调，配方可灵活调整，并且烧结温度能够低至1000℃，适合大规模商用。

技术领域

本发明涉及介质陶瓷技术领域，更具体地说，是涉及一种复合微波介质陶瓷及其制备方法。

背景技术

面向未来，移动通信技术和产业将迈入第五代移动通信(5G)的发展阶段。5G要满足人们超高流量密度、超高连接数密度、超高移动性的需求，将渗透到物联网等领域，与工业设施、医疗仪器、交通工具等深度融合，全面实现“万物互联”，有效满足工业、医疗、交通等垂直行业的信息化服务需要。全球范围内5G部署的频段主要有Sub-6及毫米波。3.3-4.2GHz因其较好的覆盖范围及较少的频率干扰而受到广泛关注，占据5G部署频段的主导地位。介电常数20左右的微波介质陶瓷是在此频段下用于5G基站中介质波导滤波器的最佳选择。现有研究多的MgTiO₃-CaTiO₃微波介质陶瓷体系存在烧结温度高，钛还原恶化电性能及可靠性的缺点；而另一体系Ba(Mg_1/2W_1/2)O₃存在原材料价格昂贵，制作工艺窗口窄的问题。因此上述两种体系均不适合大规模应用于5G基站介质波导滤波器。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种复合微波介质陶瓷及其制备方法，本发明提供的复合微波介质陶瓷介电损耗低，频率温度系数连续可调，成本低，且能实现低温烧结。

本发明提供了一种复合微波介质陶瓷，由包括以下组分的原料制备而成：

MAT复合氧化物陶瓷65重量份～90重量份；

SCT复合氧化物陶瓷10重量份～35重量份；

所述MAT复合氧化物陶瓷具有式(I)所示的通式：

Mg₂Ti_1-xAl_xO_4+δ 式(I)；

式(I)中，x＝0～0.1；

所述SCT复合氧化物陶瓷具有式(II)所示的通式：

Sr_2-zCa_zTiO₄ 式(II)；

式(II)中，z＝0～1。

优选的，还包括：

添加剂1.2重量份～2.4重量份；

所述添加剂由质量比为(1～10)：(10～25)：(15～35)：(1～10)：(12～40)：(1～10)的SiO₂、B₂O₃、ZnO、Co₂O₃、Bi₂O₃和Li₂O制备而成。

优选的，所述添加剂的制备方法具体为：