專利名稱：一種高介環保微波介質陶瓷的制作方法
技術領域：
本發明涉及應用于通信系統中介質諧振器、濾波器、振蕩器以及電容器等微波元器件的高介低耗環保微波介質陶瓷。
背景技術：
近年來，移動通信、衛星通信、全球衛星定位系統(GPS)、藍牙技術以及無線局域網(WLA)等現代通信得到了飛速發展。而這種發展相當程度上依賴于性能優異的微波介質陶瓷的開發，特別是高介電常數微波介質陶瓷。因為移動通信設備(如手機)中的核心部件的天線、濾波器、諧振器等均由微波介質陶瓷所制作，而且這些微波元器件很大程度上決定了微波通訊設備的性能、尺寸和成本。
要滿足通信應用，微波介質陶瓷要求具有高的介電常數ε、高的品質因數Qf和近零的溫度系數τf。目前研究開發的高介電常數有BaO-Ln2O3-TiO2系列以及鉛基鈣鈦礦系列。前者介電常數較低，后者不利于環保和有害人體健康。但是通信事業朝著微型化、集成化、高頻化、低成本化和環保化方向的發展。小型化在很大程度是取決于高介微波介質材料成功的開發；同時要求高Q值(低的介電損耗)和小的諧振頻率溫度系數τf(近零)。低成本化則要求所需原料價格低廉而且制備過程簡單、能耗低等。環保化主要是指采用的原料沒有污染環境和有害于人體健康的成分，主要是指不含PbO、Bi2O3等成分。因此，進一步研究開發高介低耗環保微波介質陶瓷極為必要。
發明內容
本發明克服了現有技術存在的上述缺陷，提供一種高介電、低電耗、低成本的微波介質陶瓷。
本發明技術方案如下它是以MO、Ln2O3、TiO2組成表達式為xMO-yLn2O3-zTiO2的物質；其中M表示Ca、Ba兩種元素；Ln表示La、Nd、Sm三種元素；x+y+z＝100％；各成分含量摩爾百分比分別為(1)氧化鈣CaO和氧化鋇BaO 10％——50％，其中氧化鈣CaO0％——50％，氧化鋇BaO0％——20％；(2)氧化釹Nd2O3、氧化鑭La2O3和氧化釤Sm2O35％——20％其中
氧化釹Nd2O30％——20％，氧化鑭La2O30％——20％，氧化釤Sm2O30％——20％；(3)二氧化鈦TiO250％——70％將上述成分按照電子陶瓷的制備工藝燒制而成。
本發明提供的微波介質陶瓷，其介電常數為60～170，同時具有高的品質因數Qf～2000-20000GHz，即低的介電損耗(～10-4-10-5)，同時從負到正可調的諧振頻率溫度系數。本發明可作為微波移動通訊用諧振器、振蕩器、濾波器和電容器等電子元器件的關鍵核心材料使用，而廣泛應用于移動通信、衛星通信、全球衛星定位系統(GPS)、藍牙技術以及無線局域網(WLA)等現代通信行業，具有重要的工業應用價值。
具體實施例方式本發明產品其成分表達式為xMO-yLn2O3-zTiO2，其中M表示Ca、Ba兩種元素；Ln表示La、Nd、Sm三種元素；各成分含量摩爾百分比分別為10％≤x≤50％，5％≤y≤20％，50％≤z≤70％；x+y+z＝100％。一些具體實施例的成分以及微波介電性能如下表。
從表可知，當不含BaO時，本發明的陶瓷隨CaO含量增加介電常數以及諧振頻率溫度系數逐漸下降，而品質因數卻逐漸增大。當成分的含量處于以下范圍時，微波介電性能較佳氧化鈣CaO含量在0-5摩爾％，BaO含量在10-15摩爾％，氧化釹Nd2O3含量在0-5摩爾％，氧化鑭La2O3含量在0-5摩爾％，氧化釤Sm2O3含量在12-16摩爾％，二氧化鈦TiO2含量在65-68摩爾％。其中當氧化鈣CaO含量為2.0摩爾％、BaO含量為13.5摩爾％、氧化釹Nd2O3含量為2.0摩爾％、氧化釤Sm2O3含量為15摩爾％、二氧化鈦TiO2含量為67.5摩爾％時，本發明的陶瓷其微波介電性能最佳ε＝80，Qf＝11500GHz，τf＝-2ppm/℃。
權利要求
1.一種高介環保微波介質陶瓷，其特征在于它是以MO、Ln2O3、TiO2組成表達式為xMO-yLn2O3-zTiO2的物質；其中M表示Ca、Ba兩種元素；Ln表示La、Nd、Sm三種元素；x+y+z＝100％；各成分含量摩爾百分比分別為(1)氧化鈣CaO和氧化鋇BaO 10％-50％，其中氧化鈣CaO0％-50％，氧化鋇BaO0％-20％；(2)氧化釹Nd2O3、氧化鑭La2O3和氧化釤Sm2O35％-20％其中氧化釹Nd2O30％-20％，氧化鑭La2O30％-20％.氧化釤Sm2O30％-20％；(3)二氧化鈦TiO250％-70％。
2.如權利要求1所述的一種高介環保微波介質陶瓷，其特征在于，所述成分的優選范圍為氧化鈣CaO含量在0-5摩爾％，BaO含量在10-15摩爾％，氧化釹Nd2O3含量在0-5摩爾％，氧化鑭La2O3含量在0-5摩爾％，氧化釤Sm2O3含量在12-16摩爾％，二氧化鈦TiO2含量在65-68摩爾％。
全文摘要
一種高介環保微波介質陶瓷，它的微波介質陶瓷的成分表達式為xMO－yLn
文檔編號H01B3/12GK1772698SQ200510019558
公開日2006年5月17日 申請日期2005年9月30日 優先權日2005年9月30日
發明者鄭興華 申請人:福州大學