專利名稱：中介電常數(shù)疊層微波介質(zhì)陶瓷及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通訊系統(tǒng)中的介質(zhì)諧振器、濾波器及振蕩器等微波元器件用的微波介質(zhì)陶瓷及其制備方法，尤其是中介電常數(shù)疊層微波介質(zhì)陶瓷及其制備方法。
背景技術(shù)：
中介電常數(shù)微波介質(zhì)陶瓷被廣泛應(yīng)用于微波通訊的基站中，其基本性能要求為介電常數(shù)ε＝30-80，諧振頻率溫度系數(shù)τf＝0±10ppm/℃，Qf值盡可能高。近年來，器件小型化的趨勢(shì)使人們對(duì)高端中介電常數(shù)微波介質(zhì)陶瓷(介電常數(shù)42-80)投入越來越多的關(guān)注。
另一方面， 雖然目前已有0.42(La1/2Na1/2)TiO3-0.58Ca(Fe1/2Nb1/2)O3、Pb0.4Ca0.6[(Mg1/3Nb2/3)0.99Sn0.01]O3等介電常數(shù)介于42-80間、諧振頻率溫度系數(shù)介于±10ppm/℃間的高端中介電常數(shù)微波介質(zhì)陶瓷，采用將兩種材料混和的方法制備，但現(xiàn)有的介電常數(shù)為42-80的微波介質(zhì)陶瓷存在Qf值一般較低(通常低于10,000GHz)、成份復(fù)雜等缺點(diǎn)。同時(shí)，已知此類材料的數(shù)量較少，在實(shí)際應(yīng)用中難以實(shí)現(xiàn)系列化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種介電常數(shù)可在42-80之間連續(xù)變化、同時(shí)具有高Qf值與良好溫度穩(wěn)定性的系列化的中介電常數(shù)疊層微波介質(zhì)陶瓷及其制備方法。
本發(fā)明的中介電常數(shù)疊層微波介質(zhì)陶瓷是由介電常數(shù)為30～45的微波介質(zhì)陶瓷A和介電常數(shù)為75～90的微波介質(zhì)陶瓷B構(gòu)成的雙層復(fù)合微波介質(zhì)陶瓷，其通式為(1-x)A/xB，其中，x為體積百分率，0.2≤x≤0.80。
本發(fā)明中，所說的微波介質(zhì)陶瓷A為Ba2Ti9O20，微波介質(zhì)陶瓷B為Ba1.85Sm4.1Ti9O26?；蛘呖梢允俏⒉ń橘|(zhì)陶瓷A為Ba(Zn1/2Ta2/3)O3，微波介質(zhì)陶瓷B為Ba(Nd0.9Bi0.1)2Ti4O12。
本發(fā)明的中介電常數(shù)疊層微波介質(zhì)陶瓷按下述方法制備將微波介質(zhì)陶瓷A和微波介質(zhì)陶瓷B用低損耗絕緣膠粘接而成。通常選用介電損耗0.01～0.025的絕緣膠粘接。并控制厚度為0.02mm，可以保證其對(duì)微波介電性能的影響在可接受的范圍之內(nèi)。
本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明通過將介電常數(shù)為30～45的微波介質(zhì)陶瓷A和介電常數(shù)為75～90的微波介質(zhì)陶瓷B，用低損耗絕緣膠粘接成雙層復(fù)合結(jié)構(gòu)，既突破了傳統(tǒng)的將材料混和的制備方法，而且利用微波介電性能隨終端材料體積百分比單調(diào)、連續(xù)變化的特點(diǎn)，得到了具有高Qf值與近零諧振頻率溫度系數(shù)、介電常數(shù)可在42-80間連續(xù)變化的系列化中介電常數(shù)微波介質(zhì)陶瓷。利用本發(fā)明提供的微波介質(zhì)陶瓷，有利于微波基站中介質(zhì)諧振器與濾波器等元器件的小型化和系列化，在工業(yè)上有著極大的價(jià)值。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。
實(shí)施例1發(fā)明的中介電常數(shù)疊層微波介質(zhì)陶瓷由圓柱形的Ba2Ti9O20和相同直徑的圓柱形的Ba1.85Sm4.1Ti9O26用介電損耗為0.02的絕緣膠粘接構(gòu)成，絕緣膠厚度為0.02mm。并將其用(1-x)Ba2Ti9O20/xBa1.85Sm4.1Ti9O26表示。兩終端材料的微波介電性能分別為Ba2Ti9O20εr，eff＝41.0，Qf＝46,800GHz，τf＝2.0ppm/℃；Ba1.85Sm4.1Ti9O26εr，eff＝76.1，Qf＝12,800GHz，τf＝0.8ppm/℃。
表1為(1-x)Ba2Ti9O20/xBa1.85Sm4.1Ti9O26疊層陶瓷的微波介電性能。
表1

由表1知，Ba1.85Sm4.1Ti9O26的體積百分含量在0.2-0.80的范圍內(nèi)時(shí)，疊層陶瓷的介電常數(shù)介于42和80之間，相應(yīng)的其它性能為Qf＝13,100-32,700GHz，τf＝0.9-1.8ppm/℃。這滿足對(duì)高端中介電常數(shù)微波介質(zhì)陶瓷的性能要求。
表2為絕緣膠的引入對(duì)(1-x)Ba2Ti9O20/xBa1.85Sm4.1Ti9O26疊層陶瓷微波介電性能的影響。
表2

由表2知，Ba1.85Sm4.1Ti9O26體積百分含量在0.20-0.80的范圍內(nèi)時(shí)(對(duì)應(yīng)的介電常數(shù)介于42-80之間)，絕緣膠的引入對(duì)等效介電常數(shù)、Qf值及諧振頻率溫度系數(shù)的影響都是比較小的。因此，用絕緣膠粘接分離材料的方法是適于實(shí)際應(yīng)用的。
實(shí)施例2發(fā)明的中介電常數(shù)疊層微波介質(zhì)陶瓷由圓柱形的Ba(Zn1/2Ta2/3)O3和相同直徑的圓柱形的Ba(Nd0.9Bi0.1)2Ti4O12用介電損耗為0.02的絕緣膠粘接構(gòu)成，絕緣膠厚度為0.02mm。并將其用(1-x)Ba(Zn1/2Ta2/3)O3/xBa(Nd0.9Bi0.1)2Ti4O12表示。兩終端材料的微波介電性能分別為Ba(Zn1/2Ta2/3)O3εr，eff＝30，Qf＝100,000GHz，τf＝1ppm/℃；Ba(Nd0.9Bi0.1)2Ti4O12εr，eff＝90，Qf＝6,000GHz，τf＝3ppm/℃。
表3為(1-x)Ba(Zn1/2Ta2/3)O3/xBa(Nd0.9Bi0.1)2Ti4O12疊層陶瓷的微波介電性能。
表3

由表3知，Ba(Nd0.9Bi0.1)2Ti4O12的體積百分含量在0.2-0.80的范圍內(nèi)時(shí)，疊層陶瓷的介電常數(shù)介于42和80之間，相應(yīng)的其它性能為Qf＝18,100-66,700GHz，τf1.2-2.8ppm/℃。這滿足對(duì)高端中介電常數(shù)微波介質(zhì)陶瓷的性能要求。
權(quán)利要求
1.中介電常數(shù)疊層微波介質(zhì)陶瓷，其特征是由介電常數(shù)為30～45的微波介質(zhì)陶瓷A和介電常數(shù)為75～90的微波介質(zhì)陶瓷B構(gòu)成的雙層復(fù)合微波介質(zhì)陶瓷，其通式為(1-x)A/xB，其中，x為體積百分率，0.2≤x≤0.8。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中介電常數(shù)疊層微波介質(zhì)陶瓷，其特征是微波介質(zhì)陶瓷A為Ba2Ti9O20，微波介質(zhì)陶瓷B為Ba1.85Sm4.1Ti9O26。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中介電常數(shù)疊層微波介質(zhì)陶瓷，其特征是微波介質(zhì)陶瓷A為Ba(Zn1/2Ta2/3)O3，微波介質(zhì)陶瓷B為Ba(Nd0.9Bi0.1)2Ti4O12。
4.權(quán)利要求1所述的中介電常數(shù)疊層微波介質(zhì)陶瓷的制備方法，其特征是將微波介質(zhì)陶瓷A和微波介質(zhì)陶瓷B用低損耗絕緣膠粘接而成。
全文摘要
本發(fā)明公開的中介電常數(shù)疊層微波介質(zhì)陶瓷是由介電常數(shù)為30～45的微波介質(zhì)陶瓷A和介電常數(shù)為75～ 90的微波介質(zhì)陶瓷B構(gòu)成的雙層復(fù)合微波介質(zhì)陶瓷，其通式為(1－x)A/xB，其中，x為體積百分率，0.2≤x≤0.75。本發(fā)明通過將兩種性能不同的材料，用低損耗絕緣膠粘接成雙層復(fù)合結(jié)構(gòu)，利用微波介電性能隨終端材料體積百分比單調(diào)、連續(xù)變化的特點(diǎn)，得到了具有高Qf值與近零諧振頻率溫度系數(shù)、介電常數(shù)可在42－80間連續(xù)變化的系列化中介電常數(shù)微波介質(zhì)陶瓷。利用本發(fā)明提供的微波介質(zhì)陶瓷，有利于微波基站中介質(zhì)諧振器與濾波器等元器件的小型化和系列化，在工業(yè)上有著極大的價(jià)值。
文檔編號(hào)H01P7/10GK1848304SQ20061005062
公開日2006年10月18日 申請(qǐng)日期2006年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月8日
發(fā)明者李雷, 陳湘明 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)