CN1190389C - 低损耗微波介质陶瓷 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于介质谐振器、滤波器及振荡器等微波通讯***中的微波介质陶瓷。它的表达式为xMeO.yRe2O3.zAl2O3，其中，Me＝Ca或Sr，Re＝Sm或Y，各成份的含量分别是：45.0摩尔%≤x≤55.0摩尔%，20.0摩尔%≤y≤30.0摩尔%，20.0摩尔%≤z≤30.0摩尔%，x+y+z＝100%。这种微波介质陶瓷具有低损耗与近零谐振频率温度系数，同时介电常数为18～22。利用本发明提供的低损耗微波介质陶瓷，可使介质谐振器与滤波器等微波元器件适合更高频率与更大功率的应用。同时，本发明提供的陶瓷亦可应用于高频陶瓷电容器、温度补偿陶瓷电容器或微波基板等。因此，本发明在工业上有着极大的价值。
Description
技术领域
本发明涉及用于介质谐振器、滤波器及振荡器等微波通讯***中的微波介质陶瓷。
背景技术
近年来，随着移动通讯与卫星通讯技术的迅速发展，对介质谐振器与滤波器等微波元器件用的微波介质陶瓷的需求正在日益增长。数据移动通讯与卫星通讯的迅速发展，对低损耗微波介质陶瓷提出迫切的要求。其基本性能要求为：介电常数ε＝18～22，品质因数Qf＞60,000GHz，谐振频率温度系数τf＝0±10ppm/℃。另一方面，虽然目前已有Ba(Mg1/3Ta2/3)O3、CaTiO3-MgTiO3等低损耗微波介质陶瓷，但前者烧结温度高、制备困难、品质因数与温度系数随制备条件变化较大，而后者存在Qf值偏低的缺点。
发明内容
本发明的目的是提供一种介电常数为18～22、同时具有低损耗与良好的温度稳定性的低损耗微波介质陶瓷。
本发明的低损耗微波介质陶瓷的一般表达式为xMeO.yRe2O3.zAl2O3，其中，Me＝Ca或Sr，Re＝Sm或Y，各成份的含量分别是：45.0摩尔％≤x≤55.0摩尔％，20.0摩尔％≤y≤30.0摩尔％，20.0摩尔％≤z≤30.0摩尔％，x+y+z＝100％。
本发明提供了具有低损耗与近零谐振频率温度系数，同时介电常数为18～22的低损耗微波介质陶瓷。而利用本发明提供的低损耗微波介质陶瓷，可使介质谐振器与滤波器等微波元器件适合更高频率与更大功率的应用。同时，本发明提供的陶瓷亦可应用于高频陶瓷电容器、温度补偿陶瓷电容器或微波基板等。因此，本发明在工业上有着极大的价值。
具体实施方式
以下结合实例进一步说明本发明。
发明的低损耗微波介质陶瓷可按下述方法制备而成。
首先，将纯度为99.9％以上的CaCO3、SrCO3、Sm2O3、Y2O3及Al2O3按一定的比例用湿式球磨法混合24小时(溶剂为蒸馏水)，烘干后在1150～1250℃、大气气氛中予烧3小时。然后，在予烧粉末中添加粘结剂并造粒后，通过单轴压力成形在1000kg/cm2的压力下制备出直径12mm、厚度3～6mm的陶瓷坯体，最后在1400～1450℃、大气气氛中烧结3小时以制备所需的微波介质陶瓷。
用粉末X线衍射法对烧结后的陶瓷试样进行了物相分析，而用圆柱介质谐振器法在10GHz进行了微波介电性能的评价。
表1示出了构成本发明的各成分含量与微波介电性能关系。
从表1可知，在本发明的陶瓷体系中，随着MeO(Me＝Ca或Sr)与Re2O3(Re＝Sm或Y)含量的增加与Al2O3含量的减少，介电常数ε趋于增加。而在Re2O3含量＝Al2O3含量时，Qf值(Q为品质因数即介电损耗的倒数，f为谐振频率)取最大值、同时谐振频率温度系数τf取最小值，随着成分偏离该值，Qf值趋于减小、τf值趋于增大。当x＜45.0mol％或x＞55.0mol％，y＜20.0mol％或y＞30.0mol％，z＜20.0mol％或z＞30.0mol％时，Qf值将小于60000GHz，且谐振频率温度系数将偏大(τf＜-10ppm/℃或τf＞+10ppm/℃)。因此，本发明的成分范围定为45.0mol％≤x≤55.0mol％，20.0mol％≤y≤30.0mol％，20.0mol％≤z≤30.0mol％。
在本实施例的所有成分中，SrO＝50mol％、Sm2O3＝25mol％、Al2O3＝25mol％的成分点具有最佳的微波介电性能：ε＝19，Qf＝120,000GHz，τf＝-5ppm/℃。
表1
| CaO含量，x(mol％) | SrO含量，x(mol％) | Sm2O3含量，y(mol％) | Y2O3含量，y(mol％) | Al2O3含量，z(mol％) | ε | Qf(GHz) | τf(ppm/℃) |
| 0 | 45 | 30 | 0 | 25 | 20 | 65000 | -9 |
| 0 | 50 | 25 | 0 | 25 | 19 | 120000 | -5 |
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Claims (1)
1.低损耗微波介质陶瓷，其特征是它的表达式为xMeO·yRe2O3·zAl2O3，其中，Me＝Ca或Sr，Re＝Sm或Y，各成份的含量分别是：
45.0摩尔％≤x≤55.0摩尔％， 20.0摩尔％≤y≤30.0摩尔％，
20.0摩尔％≤z≤30.0摩尔％， x+y+z＝100％。
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