低介电常数高品质因子锗酸盐微波介质陶瓷及其制备方法技术

本发明专利技术公开一类介电常数ε

【技术实现步骤摘要】
低介电常数高品质因子锗酸盐微波介质陶瓷及其制备方法


[0001]本专利技术涉及在微波频率使用的介质基板、谐振器与波导回路等微波元器件的介质陶瓷材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着5G通信技术、通信网络技术与卫星通讯等现代通信的迅猛发展，人们对现代通信技术材料的小型化、低损耗、低成本及高稳定性的需求进一步增加。微波介质陶瓷作为现代通讯技术的核心元器件，由于其优良的介电常数、高品质因子和低的谐振频率温度系数，作为介质谐振器/滤波器、介质天线、介质导波回路等微波电子元件广泛应用于移动通讯、卫星通讯、全球卫星定位系统、蓝牙设备及无线局域网等微波通讯系统中。低相对介电常数、高品质因子和近零谐振频率温度系数的微波介电陶瓷以其具有快信号传播速度、低损耗及优良的选频特性，已成为近年来的研究热点之一，设计和发掘具有优良微波介电性质的新型微波介质陶瓷材料是现代5G通信技术取得快速发展的核心。具有M3A2Ge3O
12
通式的锗酸盐具有优异的微波介电性能，如A位有序的Mg3Y2Ge3O
12
、Ca3A2Ge3O
12
(A＝Al,Ga)和A位无序的Ca3AGe3O
12
(A＝ZnZr,CoZr,CaZr)等，有的组成具有低的介电常数(ε
r
～10)和高的品质因子(Q
×
f～100,000GHz)，但谐振频率温度系数τ
f
达
‑
55ppm/℃；有的组成品质因子很低且谐振频率温度系数很大，如Mg3Y2Ge3O
12
的Q
×
f只有12,600GHz，谐振频率温度系数τ
f
高达～120ppm/℃。设计与发掘更多具有优良微波介电性能的锗酸盐微波介质陶瓷材料将为微波频段电子元器件的应用实现更广泛的选择性。

技术实现思路

[0003]本专利技术目的是提供一类新型的低介电常数高品质因子锗酸盐微波介质陶瓷材料及其制备方法。
[0004]本专利技术涉及的新型低介电常数高品质因子锗酸盐材料的化学组成为：Ca3MgAGe3O
12
(A＝Zr,Sn,Hf)。
[0005]所述的低介电常数高品质因子锗酸盐微波介质陶瓷按以下步骤制备：
[0006](1)将CaCO3(99％)，MgC2O4·
2H2O(99％)，ZrO2(99.99％)，SnO2(99.5％)，HfO2(99.9％)，GeO2(99.99％)干燥粉末按Ca3MgAGe3O
12
(A＝Zr,Sn,Hf)化学式称量配料；
[0007](2)将步骤(1)中原料混合湿式手磨1
‑
2小时，溶剂为无水乙醇，烘干后在1280℃大气气氛中预烧8小时；
[0008](3)对由步骤(2)制得的粉末压制成型，将Ca3MgZrGe3O
12
在1330℃大气气氛中烧结8小时，Ca3MgSnGe3O
12
和Ca3MgHfGe3O
12
在1360℃大气气氛中烧结8小时。
[0009]本专利技术制备的低介电常数微波介质陶瓷Ca3MgAGe3O
12
(A＝Zr,Sn,Hf)，其制备工艺简单，具有低的介电常数(8.9≤ε
r
≤9.9)和高的品质因子(54,158GHz≤Q
×
f≤67，642GHz)，谐振频率温度系数为
‑
58.3ppm/℃≤τ
f
≤
‑
47.9ppm/℃，可满足低介电常数类介质基板通讯电子元件的应用要求。
附图说明
[0010]图1为本专利技术实施例的X射线衍射图谱
具体实施方式
[0011]表1示出了本专利技术的具体实施例及其微波介电性能。其制备方法如上所述，通过粉末X
‑
射线衍射法对烧结后的陶瓷样品进行物相分析，图1是具体实施例的X射线衍射图谱，表明形成了单一物相。用圆柱介质谐振器法进行微波介电性能的评价。
[0012]本专利技术可广泛用于各种介质基板、谐振器/滤波器等微波器件的制造，可满足移动通讯、卫星通讯、全球卫星定位系统等介质基板系统的技术需要。
[0013]表1：
[0014]
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.本发明公开一类介电常数ε
r
在8.9～9.9之间,品质因子与谐振频率乘积(Q
×
f)在54,158～67,642GHz，谐振频率温度系数(τ
f
)在
‑
58.3～
‑
47.9ppm/℃的新型低介电常数高品质因子锗酸盐微波介质陶瓷及其制备方法，属于微波介质陶瓷制备技术领域，其化学组成为Ca3MgAGe3O
12
(A＝Zr,Sn,Hf)。2.权利要求1所述的微波介质陶瓷按以下步骤制备：(1)将CaCO3(99％)，MgC2O4·
2H2O(99％)...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨利，杨小燕，匡小军，
申请(专利权)人：桂林理工大学，
类型：发明
国别省市：