CN114751745A - 微波介质陶瓷及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种微波介质陶瓷，所述微波介质陶瓷的组成成分包括CeO2、TiO2和金属氧化物，其中，所述金属氧化物中的金属离子的化合价低于+4价，且所述金属离子的离子半径为0.04nm‑0.09nm，所述金属氧化物不与所述CeO2以及所述TiO2发生反应，所述CeO2与所述TiO2的摩尔比为(1‑y):y，0.1≤y≤0.2，所述CeO2和所述TiO2的摩尔量之和与所述金属氧化物的摩尔比为(1‑x):x，0.005≤x≤0.05。本发明还涉及所述微波介质陶瓷的制备方法及其在微波器件中的应用。本发明的微波介质陶瓷的介电常数为24至30，品质因子与频率的乘积(Q×f)为20000GHz至60000GHz，谐振频率温度系数为‑10ppm/℃至10ppm/℃，用作微波器件的原材料时，制备的微波器件的损耗更低。

Description

微波介质陶瓷及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及电子材料技术领域，特别是涉及微波介质陶瓷及其制备方法和应用。
背景技术
微波介质陶瓷是微波器件的原材料，因具有较高的介电常数、品质因子和良好的温度稳定性而被广泛用于微带天线、滤波器、谐振器等领域，在降低微波器件尺寸、提高效率和增强工作频率的稳定性方面具有巨大的优势。目前，衡量微波介质陶瓷的主要参数为介电常数、品质因子和谐振频率温度系数，其中，高品质因子(一般用品质因子与频率的乘积衡量(Q×f))和接近于零的谐振频率温度系数是各类微波介质陶瓷的一致需求。
CeO2陶瓷具有较高的介电常数(εr～23)和较高的品质因子与频率的乘积(Q×f～60000GHz)，但其谐振频率温度系数的负值较大(τf～-53ppm/℃)，不利于制作成高温度稳定性的微波器件，需要进行复合改性。传统技术中，对于谐振频率温度系数的改性，通常通过正负谐振频率温度系数的化合物按照一定比例混合，以力求获得谐振频率温度系数接近于零的微波介质陶瓷，但是，此方法通常会降低微波介质陶瓷的品质因子。如，在正谐振频率温度系数的化合物中，TiO2的谐振频率温度系数较大(τf～+400ppm/℃)，且品质因子与频率的乘积相对其他化合物较高(Q×f～40000GHz)，是CeO2陶瓷的理想改性材料，然而，研究表面，采用TiO2复合改性的微波介质陶瓷(表示为CeO2-TiO2微波介质陶瓷)的谐振频率温度系数虽然接近于零，但是，其品质因子大幅度降低。
发明内容
基于此，有必要针对上述问题，提供一种微波介质陶瓷及其制备方法和应用，所述微波介质陶瓷的介电常数为24至30，品质因子与频率的乘积(Q×f)为20000GHz至60000GHz，谐振频率温度系数为-10ppm/℃至10ppm/℃，用作微波器件的原材料时，制备的微波器件的损耗更低。
一种微波介质陶瓷，所述微波介质陶瓷的组成成分包括CeO2、TiO2和金属氧化物；
其中，所述金属氧化物中的金属离子的化合价低于+4价，且所述金属离子与Ti离子的离子半径为0.04nm-0.09nm；
所述金属氧化物不与所述CeO2以及所述TiO2发生反应；
所述CeO2与所述TiO2的摩尔比为(1-y):y，所述CeO2和所述TiO2的摩尔量之和与所述金属氧化物的摩尔比为(1-x):x，0.1≤y≤0.2，0.005≤x≤0.05。
在其中一个实施例中，所述金属氧化物选自MgO、Al2O3、Sm2O3、NiO或者CuO中的至少一种。
一种所述的微波介质陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
以CeO2、TiO2和金属氧化物为原料，按照化学计量比配料并混合，得到粉料；
将所述粉料与粘结剂混合进行造粒，然后干压成型得到陶瓷坯体；
去除所述陶瓷坯体中的粘结剂，然后烧结得到微波介质陶瓷。
在其中一个实施例中，所述烧结的温度为1200℃-1300℃，保温时间为2小时-4小时。
在其中一个实施例中，将CeO2、TiO2和金属氧化物混合的方式为球磨。
在其中一个实施例中，所述粘结剂选自聚乙烯醇溶液。
在其中一个实施例中，所述聚乙烯醇溶液的浓度为5wt％-10wt％。
在其中一个实施例中，所述干压成型的压力为150MPa-250MPa。
在其中一个实施例中，去除所述陶瓷坯体中的粘结剂的步骤中，温度为550℃-700℃，时间为1小时-3小时。
一种所述的微波介质陶瓷在制备微波器件中的应用。
本发明的微波介质陶瓷中，TiO2可以有效提高微波介质陶瓷的谐振频率温度系数，而金属氧化物可以有效限制高温制备微波介质陶瓷时Ti4+离子向Ti3+离子转变，提高Ti-O化学键的结合能，进而可以有效提升微波介质陶瓷的品质因子，同时，由于微波介质陶瓷中金属氧化物的含量低，不会影响微波介质陶瓷的介电常数和谐振频率温度系数。
所以，与CeO2-TiO2微波介质陶瓷相比，本发明采用金属氧化物(以R表示)和TiO2复合改性的微波介质陶瓷(表示为CeO2-TiO2-R微波介质陶瓷)有效提高了品质因子，具体的，本发明CeO2-TiO2-R微波介质陶瓷的介电常数为24至30，品质因子与频率的乘积(Q×f)为20000GHz至60000GHz，谐振频率温度系数为-10ppm/℃至10ppm/℃，用作微波器件的原材料时，微波器件的损耗更低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例2获得的微波介质陶瓷的XRD图谱；
图2为本发明实施例2获得的微波介质陶瓷的XPS图谱；
图3为本发明实施例2获得的微波介质陶瓷的SEM图谱。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更详细的描述。但是，应当理解，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式或实施例。相反地，提供这些实施方式或实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式或实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”的可选范围包括两个或两个以上相关所列项目中任一个，也包括相关所列项目的任意的和所有的组合，所述任意的和所有的组合包括任意的两个相关所列项目、任意的更多个相关所列项目、或者全部相关所列项目的组合。
出于说明本发明各种实施方式的目的给出如下实施例，并非意图以任何方式限制本发明。本领域技术人员将理解，如权利要求的范围所限定的，其中的变化和其它用途包括在本发明精神范围内。下列实施例中所使用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
传统技术中，仅采用TiO2改性的CeO2-TiO2微波介质陶瓷，其品质因子大幅度降低的原因在于：制备时，微量的TiO2会进入CeO2晶格，从而在高温下会产生Ti4+离子向Ti3+离子转变的现象，导致CeO2-TiO2微波介质陶瓷的介质损耗增加，进而降低品质因子。
此时，即使提高CeO2-TiO2微波介质陶瓷的致密度以及采用复合离子掺杂也无法有效提高品质因子，而且，采用复合离子掺杂时，还会改变CeO2-TiO2微波介质陶瓷的介电常数和谐振频率温度系数。
为此，本发明提供的微波介质陶瓷的组成成分包括CeO2、TiO2和金属氧化物。
其中，所述金属氧化物要求既不能与所述CeO2发生反应，也不能与所述TiO2发生反应，以避免制备时金属氧化物与CeO2和/或TiO2反应生成新的物质，恶化微波介质陶瓷的品质因子。如：BaO会与TiO2反应生成BaTiO3，或者与CeO2和TiO2同时反应生成BaCeTiO3，恶化微波介质陶瓷的品质因子。
由于金属氧化物不与CeO2以及TiO2发生反应，而CeO2与TiO2也几乎不会发生反应，即，本发明的微波介质陶瓷中，金属氧化物、CeO2以及TiO2大都以混合的形式存在，所以，本发明的微波介质陶瓷可以表示为CeO2-TiO2-R微波介质陶瓷，其中，R代表金属氧化物。
由于Ti4+的离子半径为0.061nm，所以，要求所述金属氧化物中的金属离子的化合价低于+4价，且所述金属离子的离子半径为0.04nm-0.09nm，从而，制备CeO2-TiO2-R微波介质陶瓷时，金属离子能够进入TiO2的晶格，稳定Ti4+的价态，限制高温下Ti4+离子向Ti3+离子转变，提高Ti-O化学键的结合能，进而能够有效提升CeO2-TiO2-R微波介质陶瓷的品质因子。
可选的，所述金属氧化物选自MgO、Al2O3、Sm2O3、NiO或者CuO中的至少一种。
为了不影响CeO2-TiO2-R微波介质陶瓷的介电常数和谐振频率温度系数，所述CeO2和所述TiO2的摩尔量之和与所述金属氧化物的摩尔比为(1-x):x，0.005≤x≤0.05，在该添加量下，CeO2-TiO2-R微波介质陶瓷中虽然含有金属氧化物，但是无法通过XRD检测出金属氧化物的衍射峰。即，本发明CeO2-TiO2-R微波介质陶瓷的显著特征为XRD图谱中只有CeO2和TiO2的特征峰，没有金属氧化物的特征峰。
应予说明的是，CeO2-TiO2-R微波介质陶瓷通过XRD无法检测出金属氧化物的衍射峰时，可采用高精度的X射线光电子能谱(XPS)检测出金属氧化物中金属的光谱，再通过数据分析，确定金属氧化物成分。
与CeO2-TiO2微波介质陶瓷相同，本发明的CeO2-TiO2-R微波介质陶瓷中，TiO2的物质的量决定了CeO2-TiO2-R微波介质陶瓷的谐振频率温度系数，为了使CeO2-TiO2-R微波介质陶瓷的谐振频率温度系数接近于0，所述CeO2与所述TiO2的摩尔比为(1-y):y，0.1≤y≤0.2。
应予说明的是，金属氧化物的摩尔量可以根据TiO2的摩尔量进行调整，一般情况下，金属氧化物的摩尔量随着TiO2的摩尔量的增加而增加，但是，要求CeO2-TiO2-R微波介质陶瓷的XRD图谱中不能出现金属氧化物的特征峰，因此，本发明CeO2-TiO2-R微波介质陶瓷的性能可通过金属氧化物和TiO2的摩尔量进行可控调节。
本发明的CeO2-TiO2-R微波介质陶瓷，其致密度大于或等于95％，从而，可以通过致密度的提升进一步提高其品质因子。
所以，与CeO2-TiO2微波介质陶瓷相比，本发明的CeO2-TiO2-R微波介质陶瓷在与其具有相同或者接近的介电常数和谐振频率温度系数时，有效提高了品质因子，即，在CeO2-TiO2微波介质陶瓷中加入微量、特定的金属氧化物，可以在不影响其介电常数和谐振频率温度系数的基础上，有效提高其品质因子。
具体的，本发明CeO2-TiO2-R微波介质陶瓷的介电常数为24至30，谐振频率温度系数为-10ppm/℃至10ppm/℃，品质因子与频率的乘积(Q×f)为20000GHz至60000GHz。
本发明还提供一种上述微波介质陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
S1，以CeO2、TiO2和金属氧化物为原料，按照化学计量比配料并混合，得到粉料；
S2，将所述粉料与粘结剂混合进行造粒，然后干压成型得到陶瓷坯体；
S3，去除所述陶瓷坯体中的粘结剂，然后烧结得到微波介质陶瓷。
步骤S1中，CeO2、TiO2与金属氧化物按化学计量比配料后，所述混合的方式优选为球磨，具体的，在氧化铝球磨罐内进行球磨，球磨介质为氧化锆球，溶剂为无水乙醇，球磨时间为24小时-36小时，球磨后进行干燥，得到粉料。
可以理解，CeO2、TiO2与金属氧化物按(1-x)[(1-y)CeO2-yTiO2]-xR的化学计量比(摩尔比)进行配料，当金属氧化物为两种以上的混合物时，可以单独添加，也可以化合物的形式添加。
步骤S2中，所述粘结剂选自聚乙烯醇(PVA)溶液，其中，所述聚乙烯醇溶液的浓度为5wt％-10wt％，以更有利于干压成型。
可选的，所述干压成型的压力为150MPa-250MPa。
步骤S3中，去除所述陶瓷坯体中的粘结剂的步骤中，温度为550℃-700℃，时间为1小时-3小时。
步骤S3中，所述烧结的温度为1200℃-1300℃，保温时间为2小时-4小时，从而，既可以保证微波介质陶瓷的致密度，具体的，微波介质陶瓷的致密度大于或等于95％，也可以降低金属氧化物的使用量，避免因金属氧化物的使用量过高而在微波介质陶瓷中出现杂相，降低品质因子。
因此，本发明CeO2-TiO2-R微波介质陶瓷的制备方法简单，工艺可控性高，适于工业化生产。
本发明还提供一种上述微波介质陶瓷在制备微波器件中的应用，具体的，所述微波介质陶瓷用作微波器件的原材料。
由于本发明微波介质陶瓷的品质因子较高，所以，用其制备的微波器件的损耗更低。
具体的，所述微波器件为微带天线、滤波器、谐振器等。
以下，将通过以下具体实施例对所述微波介质陶瓷及其制备方法和应用做进一步的说明。
实施例1
以CeO2、TiO2和MgO作为原料，按照0.995[0.9CeO2-0.1TiO2]-0.005MgO的化学计量比(摩尔比)进行配料，然后在氧化铝球磨罐内进行球磨，其中，球磨介质为氧化锆球，溶剂为无水乙醇，球磨时间为24小时，球磨后进行干燥，得到粉料。
在粉料中添加5wt％的聚乙烯醇溶液进行造粒，然后采用150MPa的压力进行干压成型，得到陶瓷坯体。
将陶瓷坯体先在600℃下烧结2h，去除聚乙烯醇胶体，然后在1200℃下烧结4h，得到CeO2-TiO2-MgO微波介质陶瓷。
经过XRD测试，图谱中只有CeO2和TiO2的特征峰，没有MgO的特征峰。经过性能测试，该CeO2-TiO2-MgO微波介质陶瓷的介电常数为24，品质因子与频率的乘积(Q×f)为60000GHz，谐振频率温度系数为-10ppm/℃。
对比例1
对比例1与实施例1的区别仅在于，配料时没有加入MgO，得到的是CeO2-TiO2微波介质陶瓷。经过性能测试，该CeO2-TiO2微波介质陶瓷的介电常数为23.5，品质因子与频率的乘积(Q×f)为13792GHz，谐振频率温度系数为-9.5ppm/℃。
实施例2
以CeO2、TiO2和Al2O3作为原料，按照0.98[0.8CeO2-0.2TiO2]-0.02Al2O3的化学计量比(摩尔比)进行配料，然后在氧化铝球磨罐内进行球磨，其中，球磨介质为氧化锆球，溶剂为无水乙醇，球磨时间为36小时，球磨后进行干燥，得到粉料。
在粉料中添加10wt％的聚乙烯醇溶液进行造粒，然后采用250MPa的压力进行干压成型，得到陶瓷坯体。
将陶瓷坯体先在600℃下烧结2h，去除聚乙烯醇胶体，然后在1300℃下烧结4h，得到CeO2-TiO2-Al2O3微波介质陶瓷。
经过XRD测试，结果如图1所示，从图1可知，图谱中只有CeO2和TiO2的特征峰，没有Al2O3的特征峰。
经过XPS测试，结果如图2所示，从图2可知，图谱中存在Al-O键，因此，说明CeO2-TiO2-Al2O3微波介质陶瓷中存在含铝氧化物。
CeO2-TiO2-Al2O3微波介质陶瓷的SEM图如图3所示，从图3可知，CeO2-TiO2-Al2O3微波介质陶瓷具有致密的结构。
经过性能测试，该CeO2-TiO2-Al2O3微波介质陶瓷的介电常数为30，品质因子与频率的乘积(Q×f)为20000GHz，谐振频率温度系数为+10ppm/℃。
对比例2
对比例2与实施例2的区别仅在于，配料时没有加入Al2O3，得到的是CeO2-TiO2微波介质陶瓷。经过性能测试，该CeO2-TiO2微波介质陶瓷的介电常数为31，品质因子与频率的乘积(Q×f)为8235GHz，谐振频率温度系数为+12ppm/℃。
实施例3
以CeO2、TiO2、Al2O3以及MgO作为原料，按照0.985[0.85CeO2-0.15TiO2]-0.015(0.5Al2O3-0.5MgO)的化学计量比(摩尔比)进行配料，然后在氧化铝球磨罐内进行球磨，其中，球磨介质为氧化锆球，溶剂为无水乙醇，球磨时间为30小时，球磨后进行干燥，得到粉料。
在粉料中添加8wt％的聚乙烯醇溶液进行造粒，然后采用200MPa的压力进行干压成型，得到陶瓷坯体。
将陶瓷坯体先在600℃下烧结2h，去除聚乙烯醇胶体，然后在1275℃下烧结4h，得到CeO2-TiO2-Al2O3-MgO微波介质陶瓷。
经过XRD测试，图谱中只有CeO2和TiO2的特征峰，没有Al2O3和MgO的特征峰。经过性能测试，该CeO2-TiO2-Al2O3-MgO微波介质陶瓷的介电常数为29.5，品质因子与频率的乘积(Q×f)为60000GHz，谐振频率温度系数为+3ppm/℃。
对比例3
对比例3与实施例3的区别仅在于，配料时没有加入Al2O3和MgO，得到的是CeO2-TiO2微波介质陶瓷。经过性能测试，该CeO2-TiO2微波介质陶瓷的介电常数为30，品质因子与频率的乘积(Q×f)为14950GHz，谐振频率温度系数为+6.2ppm/℃。
实施例4
以CeO2、TiO2和Sm2O3作为原料，按照0.98[0.8CeO2-0.2TiO2]-0.02Sm2O3的化学计量比(摩尔比)进行配料，然后在氧化铝球磨罐内进行球磨，其中，球磨介质为氧化锆球，溶剂为无水乙醇，球磨时间为36小时，球磨后进行干燥，得到粉料。
在粉料中添加10wt％的聚乙烯醇溶液进行造粒，然后采用250MPa的压力进行干压成型，得到陶瓷坯体。
将陶瓷坯体先在600℃下烧结2h，去除聚乙烯醇胶体，然后在1300℃下烧结4h，得到CeO2-TiO2-Sm2O3微波介质陶瓷。
经过XRD测试，图谱中只有CeO2和TiO2的特征峰，没有Sm2O3的特征峰。CeO2-TiO2-Sm2O3微波介质陶瓷具有致密的结构。
经过性能测试，该CeO2-TiO2-Sm2O3微波介质陶瓷的介电常数为28，品质因子与频率的乘积(Q×f)为21000GHz，谐振频率温度系数为+9ppm/℃。
对比例4
对比例4与实施例4的区别仅在于，配料时没有加入Sm2O3，得到的是CeO2-TiO2微波介质陶瓷。经过性能测试，该CeO2-TiO2微波介质陶瓷的介电常数为31，品质因子与频率的乘积(Q×f)为8235GHz，谐振频率温度系数为+12ppm/℃。
实施例5
以CeO2、TiO2和CuO作为原料，按照0.98[0.8CeO2-0.2TiO2]-0.02CuO的化学计量比(摩尔比)进行配料，然后在氧化铝球磨罐内进行球磨，其中，球磨介质为氧化锆球，溶剂为无水乙醇，球磨时间为36小时，球磨后进行干燥，得到粉料。
在粉料中添加10wt％的聚乙烯醇溶液进行造粒，然后采用250MPa的压力进行干压成型，得到陶瓷坯体。
将陶瓷坯体先在600℃下烧结2h，去除聚乙烯醇胶体，然后在1200℃下烧结3h，得到CeO2-TiO2-CuO微波介质陶瓷。
经过XRD测试，图谱中只有CeO2和TiO2的特征峰，没有CuO的特征峰。CeO2-TiO2-CuO微波介质陶瓷具有致密的结构。
经过性能测试，该CeO2-TiO2-CuO微波介质陶瓷的介电常数为29，品质因子与频率的乘积(Q×f)为25000GHz，谐振频率温度系数为+10ppm/℃。
对比例5
对比例5与实施例5的区别仅在于，配料时没有加入CuO，得到的是CeO2-TiO2微波介质陶瓷。经过性能测试，该CeO2-TiO2微波介质陶瓷的介电常数为30，品质因子与频率的乘积(Q×f)为8135GHz，谐振频率温度系数为+11.5ppm/℃。
实施例6
以CeO2、TiO2、NiO作为原料，按照0.985[0.85CeO2-0.15TiO2]-0.015NiO的化学计量比(摩尔比)进行配料，然后在氧化铝球磨罐内进行球磨，其中，球磨介质为氧化锆球，溶剂为无水乙醇，球磨时间为30小时，球磨后进行干燥，得到粉料。
在粉料中添加8wt％的聚乙烯醇溶液进行造粒，然后采用200MPa的压力进行干压成型，得到陶瓷坯体。
将陶瓷坯体先在600℃下烧结2h，去除聚乙烯醇胶体，然后在1275℃下烧结4h，得到CeO2-TiO2-NiO微波介质陶瓷。
经过XRD测试，图谱中只有CeO2和TiO2的特征峰，没有NiO的特征峰。经过性能测试，该CeO2-TiO2-NiO微波介质陶瓷的介电常数为29，品质因子与频率的乘积(Q×f)为50000GHz，谐振频率温度系数为+4ppm/℃。
对比例6
对比例6与实施例6的区别仅在于，配料时没有加入NiO，得到的是CeO2-TiO2微波介质陶瓷。经过性能测试，该CeO2-TiO2微波介质陶瓷的介电常数为30，品质因子与频率的乘积(Q×f)为14950GHz，谐振频率温度系数为+6.2ppm/℃。
对比例7
以CeO2、TiO2和BaCO3作为原料，按照0.98[0.8CeO2-0.2TiO2]-0.02BaO的化学计量比(摩尔比)进行配料，然后在氧化铝球磨罐内进行球磨，其中，球磨介质为氧化锆球，溶剂为无水乙醇，球磨时间为36小时，球磨后进行干燥，得到粉料。
在粉料中添加10wt％的聚乙烯醇溶液进行造粒，然后采用250MPa的压力进行干压成型，得到陶瓷坯体。
将陶瓷坯体先在600℃下烧结2h，去除聚乙烯醇胶体，然后在1300℃下烧结4h，得到CeO2-TiO2-BaO微波介质陶瓷。
经过XRD测试，图谱中只有CeO2和TiO2的特征峰，没有BaO的特征峰。CeO2-TiO2-BaO微波介质陶瓷具有致密的结构。
经过性能测试，该CeO2-TiO2-BaO微波介质陶瓷的介电常数为40，品质因子与频率的乘积(Q×f)为9000GHz，谐振频率温度系数为+20ppm/℃。
对比例8
以CeO2、TiO2和SrCO3作为原料，按照0.98[0.8CeO2-0.2TiO2]-0.02SrO的化学计量比(摩尔比)进行配料，然后在氧化铝球磨罐内进行球磨，其中，球磨介质为氧化锆球，溶剂为无水乙醇，球磨时间为36小时，球磨后进行干燥，得到粉料。
在粉料中添加10wt％的聚乙烯醇溶液进行造粒，然后采用250MPa的压力进行干压成型，得到陶瓷坯体。
将陶瓷坯体先在600℃下烧结2h，去除聚乙烯醇胶体，然后在1300℃下烧结4h，得到CeO2-TiO2-SrO微波介质陶瓷。
经过XRD测试，图谱中只有CeO2和TiO2的特征峰，没有SrO的特征峰。CeO2-TiO2-SrO微波介质陶瓷具有致密的结构。
经过性能测试，该CeO2-TiO2-SrO微波介质陶瓷的介电常数为50，品质因子与频率的乘积(Q×f)为8000GHz，谐振频率温度系数为+60ppm/℃。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种微波介质陶瓷，其特征在于，所述微波介质陶瓷的组成成分包括CeO2、TiO2和金属氧化物；
其中，所述金属氧化物中的金属离子的化合价低于+4价，且所述金属离子与Ti离子的离子半径为0.04nm-0.09nm；
所述金属氧化物不与所述CeO2以及所述TiO2发生反应；
所述CeO2与所述TiO2的摩尔比为(1-y):y，所述CeO2和所述TiO2的摩尔量之和与所述金属氧化物的摩尔比为(1-x):x，0.1≤y≤0.2，0.005≤x≤0.05。
2.根据权利要求1所述的微波介质陶瓷，其特征在于，所述金属氧化物选自MgO、Al2O3、Sm2O3、NiO或者CuO中的至少一种。
3.一种如权利要求1或2所述的微波介质陶瓷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
以CeO2、TiO2和金属氧化物为原料，按照化学计量比配料并混合，得到粉料；
将所述粉料与粘结剂混合进行造粒，然后干压成型得到陶瓷坯体；
去除所述陶瓷坯体中的粘结剂，然后烧结得到微波介质陶瓷。
4.根据权利要求3所述的微波介质陶瓷的制备方法，其特征在于，所述烧结的温度为1200℃-1300℃，保温时间为2小时-4小时。
5.根据权利要求3或4所述的微波介质陶瓷的制备方法，其特征在于，所述混合的方式为球磨。
6.根据权利要求3或4所述的微波介质陶瓷的制备方法，其特征在于，所述粘结剂选自聚乙烯醇溶液。
7.根据权利要求6所述的微波介质陶瓷的制备方法，其特征在于，所述聚乙烯醇溶液的浓度为5wt％-10wt％。
8.根据权利要求3或4所述的微波介质陶瓷的制备方法，其特征在于，所述干压成型的压力为150MPa-250MPa。
9.根据权利要求3或4所述的微波介质陶瓷的制备方法，其特征在于，去除所述陶瓷坯体中的粘结剂的步骤中，温度为550℃-700℃，时间为1小时-3小时。
10.一种如权利要求1或2所述的微波介质陶瓷在制备微波器件中的应用。
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