CN116693289A - 介电陶瓷、介质陶瓷材料、滤波器、射频单元和通信设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种介电陶瓷，具有钨青铜结构晶相，包括Ba、Nd、Eu、Ti、Al和O元素，其为Eu元素取代Ba6‑3xNd8+2xTi18O54陶瓷中的Nd，且Al元素取代Ba6‑3xNd8+2xTi18O54陶瓷中的部分的Ti，其中Eu取代小于等于10％摩尔的Nd。本申请还提供微波介质陶瓷材料、包括该微波介质陶瓷材料的介质滤波器和包括该介质滤波器的射频单元和通信设备。通过Eu元素取代Ba6‑3xNd8+2xTi18O54陶瓷中的部分的Nd，且Al元素取代部分的Ti，从而实现介电陶瓷材料优异的综合微波介电性能，具有高的介电常数、高的Qf值、及趋零谐振频率温度系数τf。
Description
技术领域
本申请涉及一种介电陶瓷、微波介质陶瓷材料以及包括该微波介质陶瓷材料的介质滤波器、包括该介质滤波器的射频单元和通信设备。
背景技术
滤波器为射频单元的核心器件之一，用于使信号中特定的频率成分通过，且极大地衰减其他频率成分。5G大规模天线(Massive MIMO)技术中，天线数量和滤波器数量剧增，5G基站的高度集成化和小型化对滤波器的体积和损耗有更高的要求。介质陶瓷具有较高的介电常数，有利于滤波器的小体积、轻量化，同时介质陶瓷材料具有高的Qf值，有助于极大降低介质陶瓷滤波器的插损，故介质陶瓷滤波器将成为5G基站的主流滤波器。
随着5G基站收发通道数的增多，对介质滤波器小型化、低插损提出更高要求，具有更高介电常数(Dk值大于等于60，介电常数一般指相对介电常数，表征介质材料的介电性质或极化性质的物理参数)、高品质系数(一般指Qf值，微波频率下的介电损耗tanδ，Q为1/tanδ，f为谐振频率，Qf值为Q值与共振频率f之积)及趋零谐振频率温度系数(衡量谐振频率在一定温度范围内的稳定性，即在特定温度区间内谐振频率的变化量)的材料成为必需。
发明内容
本申请实施例第一方面提供了一种介电陶瓷，具有钨青铜结构晶相，包括Ba、Nd、Eu、Ti、Al和O元素，其为Eu元素取代Ba6-3xNd8+2xTi18O54陶瓷中的Nd，且Al元素取代Ba6-3xNd8+ 2xTi18O54陶瓷中的部分的Ti，其中Eu取代小于等于10％摩尔的Nd。
本申请通过Eu元素取代Ba6-3xNd8+2xTi18O54陶瓷中的部分的Nd，且Al元素取代Ba6- 3xNd8+2xTi18O54陶瓷中的部分的Ti，从而实现材料优异的综合微波介电性能，具有高的介电常数、高的Qf值、及趋零谐振频率温度系数τf。
本申请实施方式中，所述介电陶瓷的分子式为Ba6-3x(Nd1-zEuz)8+2xTi18-3y/4AlyO54，其中0.6<x<0.8，0.1<y<4，0<z≤0.1。
由分子式可清楚地了解所述介电陶瓷中，Eu、Al元素的取代摩尔含量范围，例如Eu取代Ba6-3xNd8+2xTi18O54陶瓷中的小于等于10％摩尔的Nd。
本申请实施方式中，所述介电陶瓷的分子式为Ba6-3x(Nd1-zEuz)8+2x+y/3Ti18-yAlyO54，其中0.6<x<0.8，0.1<y≤3，0<z≤0.1。
由分子式可清楚地了解所述介电陶瓷中，Eu、Al元素的取代摩尔含量范围，例如Eu取代Ba6-3xNd8+2xTi18O54陶瓷中的小于等于10％摩尔的Nd。
本申请实施方式中，所述介电陶瓷还包括Sm元素，所述Sm元素和所述Eu元素取代Ba6-3xNd8+2xTi18O54陶瓷中的小于等于30％摩尔的Nd。
本申请实施方式中，所述介电陶瓷具有分子式为Ba6-3x[Nd1-z(Sm1-aEua)z]8+2x+y/ 3Ti18-yAlyO54，其中0.6<x<0.8，0.1<y<4，0<z≤0.3，0<a≤0.1。
由分子式可清楚地了解所述介电陶瓷中，Eu、Sm、Al元素的取代摩尔含量范围，例如Eu和Sm共同取代Ba6-3xNd8+2xTi18O54陶瓷中的小于等于30％摩尔的Nd，且Eu与Sm二者的摩尔比例范围。
本申请实施方式中，所述介电陶瓷具有分子式为Ba6-3x(Nd1-z(Sm1-aEua)z)8+ 2xTi18-3y/4AlyO54，其中0.6<x<0.8，0.1<y<4，0<z≤0.3，0<a≤0.1。
由分子式可清楚地了解所述介电陶瓷中，Eu、Sm、Al元素的取代摩尔含量范围，例如Eu和Sm共同取代Ba6-3xNd8+2xTi18O54陶瓷中的小于等于30％摩尔的Nd，且Eu与Sm二者的摩尔比例范围。
本申请实施方式中，所述介电陶瓷的介电常数为63～67，Qf值>14000GHz。
本申请的介电陶瓷，通过Eu元素取代Ba6-3xNd8+2xTi18O54陶瓷中的部分的Nd，且Al元素取代Ba6-3xNd8+2xTi18O54陶瓷中的部分的Ti，从而实现材料优异的综合微波介电性能，具有高的介电常数、高的Qf值。
本申请实施方式中，所述介电陶瓷的谐振频率温度系数τf满足-3<τf<3ppm/℃，|Δτf/ΔT|<30ppb/℃2在-40℃≤T≤+105℃的温度区间内。
本申请的介电陶瓷具有趋零的谐振频率温度系数τf。
本申请实施例第二方面提供了一种微波介质陶瓷材料，包括介电陶瓷，所述介电陶瓷具有钨青铜结构晶相，包括Ba、Nd、Eu、Ti、Al和O元素，其为Eu元素取代Ba6-3xNd8+ 2xTi18O54陶瓷中的的Nd，且Al元素取代Ba6-3xNd8+2xTi18O54陶瓷中的部分的Ti，其中Eu取代小于等于10％摩尔的Nd。
本申请针对Ba6-3xLn8+2xTi18O54钨青铜体系在微波频率下的Qf值较低，通过选取合适的稀土元素及异价元素掺杂，在保持该体系高介电常数、低谐振频率温度系数的前提下，大幅提升其Qf值。
本申请实施方式中，所述的微波介质陶瓷材料包括以下介电陶瓷中的至少一种：
分子式为Ba6-3x(Nd1-zEuz)8+2xTi18-3y/4AlyO54的介电陶瓷，其中0.6<x<0.8，0.1<y<4，0<z≤0.1；
分子式为Ba6-3x(Nd1-zEuz)8+2x+y/3Ti18-yAlyO54的介电陶瓷，其中0.6<x<0.8，0.1<y≤3，0<z≤0.1；
分子式为Ba6-3x[Nd1-z(Sm1-aEua)z]8+2x+y/3Ti18-yAlyO54的介电陶瓷，其中0.6<x<0.8，0.1<y<4，0<z≤0.3，0<a≤0.1；
分子式为Ba6-3x(Nd1-z(Sm1-aEua)z)8+2xTi18-3y/4AlyO54的介电陶瓷，其中0.6<x<0.8，0.1<y<4，0<z≤0.3，0<a≤0.1。
由分子式可清楚地了解所述介电陶瓷中，Eu、Sm、Al等元素的取代摩尔含量范围。
本申请实施方式中，所述微波介质陶瓷材料还包括以下晶相中的至少一种：Al2O3、(Nd,Eu)2Ti2O7、BaTi4O9、Ba2Ti9O20和TiO2。
在微波介质陶瓷材料的制备过程中，目的是获得具有钨青铜结构相的粉体，但获得钨青铜结构相的粉体的同时也可能少量生成其他晶相，如(Nd,Eu)2Ti2O7、BaTi4O9、Ba2Ti9O20中的至少一种，以及少量未反应的原料Al2O3和TiO2。
本申请实施例第三方面提供了一种介质滤波器，包括介质陶瓷体、与所述介质陶瓷体连接的输入端子和输出端子，所述介质陶瓷体的材料包括本申请实施例第一方面所述的介电陶瓷或本申请实施例第二方面所述的微波介质陶瓷材料。
所述介质滤波器由于采用了高的相对介电常数、高品质系数Qf值、接近0ppm/℃的温度系数τf的介质陶瓷体，因此具有良好性能，所述介质滤波器具有小型化、低插损的优点。
本申请实施例第四方面提供了一种射频单元，包括本申请实施例第三方面所述的介质滤波器。
本申请实施例第五方面提供了一种通信设备，包括本申请实施例第三方面所述的介质滤波器。
附图说明
图1是本申请一实施例的介电陶瓷的扫描电镜图。
图2是本申请一实施例的介电陶瓷的X射线衍射图。
图3是本申请实施例的介质滤波器的示意图。
主要元件符号说明
介质滤波器 100
介质陶瓷体 10
输入端子 11
输出端子 13
具体实施方式
下面结合本申请实施例中的附图对本申请实施例进行描述。本申请中记载的数据范围值如无特别说明均应包括端值。
随着5G基站收发通道数的增多，对介质滤波器小型化、低插损提出更高要求，从而要求介电材料具有更高介电常数、高Qf值及趋零谐振频率温度系数τf。
Ba6-3xLn8+2xTi18O54为钨青铜结构晶相的高介电材料，在此结构中，钛氧八面体(TiO6)共顶角连接在立体空间形成未充满型钨青铜结构。每个晶胞中有三种不同形状的空隙，依据空隙从大到小排序分别为五边形空隙(A2)、四角菱形空隙(A1)和三角形空隙(C)，其中离子半径最大的Ba2+一般占据最大的五边形空隙；稍小的四角菱形空隙则主要是由Ln3 +占据，Ba2+占满五边形空隙后也会部分占据四角菱形空隙位；最小的三角形空隙在未充满型钨青铜结构中是空的，一般不被离子占据。正是由于四角菱形空隙可以被“Ba2+”和“Ln3+”两类离子共同占有的可能性,使得该材料体系呈现出纷繁复杂的异质同构性。
通过对四角菱形空隙、五边形空隙或者(TiO6)之B位Ti原子置换，可调控该材料体系的介电常数在55～90范围之间变化，并实现较低的、甚至是趋近于0ppm/℃的谐振频率温度系数。注：谐振频率温度系数为热稳定性的参数，指当温度发生变化时，微波介质陶瓷材料谐振频率漂移程度。
Ba6-3xLn8+2xTi18O54体系高介电材料在微波频率下的Qf值较低，目前该体系材料的Qf值约为10000～12000GHz，虽能满足某些特定场景的需求，但对于5G基站对介质滤波器低插损的需求，需要更高的Qf值方能满足。
本申请针对Ba6-3xLn8+2xTi18O54钨青铜体系的Qf值不能满足5G基站滤波器需求这一技术问题，通过选取合适的稀土元素及异价元素掺杂，在保持该体系高介电常数、低谐振频率温度系数的前提下，大幅提升其Qf值。
基于学术界、产业界对Ba6-3xLn8+2xTi18O54钨青铜体系的持续研究，明确其微波波段的Qf值与晶格应力及TiO6八面体倾斜角度强相关，而通过元素的掺杂改性可以改变上述因素。在已知的掺杂改性手段中，发现Al元素掺杂改性对Ba6-3xLn8+2xTi18O54材料的Qf值影响最为明显，而Al元素掺杂则有5种方式，列举在表1中，其中表1中的化学式中的V代表空位。
表1
| 序号 | 电荷补偿 | 化学式 |
| 1 | AlTi’＝1/3Nd3+ | [V4]C[Ba2-3xNd8+2x+y/3Vx]A1[Ba4]A2{Ti18-yAly}BO54 |
| 2 | 2AlTi’＝1/3Nd3++1/2Ba2+ | [V4]C[Ba2-3x+y/2Nd8+2x+y/3Vx]A1[Ba4]A2{Ti18-2yAl2y}BO54 |
| 3 | AlTi’＝1/2Ba2+ | [V4]C[Ba2-3x+y/2Nd8+2xVx]A1[Ba4]A2{Ti18-yAly}BO54 |
| 4 | 3/4AlTi’＝1/4AlC 3+ | [V4-y/4Aly/4]C[Ba2-3xNd8+2xVx]A1[Ba4]A2{Ti18-3y/4Al3y/4}BO54 |
| 5 | AlTi’＝1/2VO 2+ | [V4]C[Ba2-3xNd8+2xVx]A1[Ba4]A2{Ti18-yAly}BO54-y/2 |
Al元素掺杂的第1种方式，Al3+离子取代Ti4+离子，电荷平衡由额外的1/3个Nd3+离子进入A1型亚晶格来维持。Al元素掺杂的第2种方式，Al3+离子取代Ti4+离子，电荷平衡由额外的1/3Nd3+和额外的1/2个Ba2+离子进入该体系晶体的A1型亚晶格来维持。Al元素掺杂的第3种方式，Al3+离子取代Ti4+离子，电荷平衡由额外的1/2个Ba2+离子进入A1型亚晶格来维持。Al元素掺杂的第4种方式，3/4的Al3+离子取代Ti4+离子和1/4的Al3+离子进入该结构的空C位，从而使电荷平衡。Al元素掺杂的第5种方式，Al3+离子取代Ti4+离子，电荷平衡通过进入氧亚晶格的氧空位来维持。
通过大量样品的制备、测试和分析，发现Ba6-3xNd8+2xTi18O54(Ln选择Nd)体系陶瓷的Al掺杂可以获得谐振频率温度系数(τf)接近零的高Qf值配方，特别是通过第1种和第4种掺杂方式或通过两种掺杂方式的组合；一些基于上述掺杂方式的配方实例列举于表2中。
表2
此外，从表2可以看出，虽然Ba6-3xNd8+2xTi18O54陶瓷的Al掺杂可以显著降低τf值，甚至获得τf值接近零的高Qf配方，但是|Δτf/ΔT|保持在30ppb/℃2以上，故为了将|Δτf/ΔT|降低到30ppb/℃2以下，可利用其它掺杂元素(如Sm、Eu等元素)部分取代Ba，对|Δτf/ΔT|值降低到30ppb/℃2以下最有效。
本申请提供一种介电陶瓷，具有钨青铜结构晶相，包括Ba、Nd、Eu、Ti、Al和O元素，其为Eu元素取代Ba6-3xNd8+2xTi18O54陶瓷中的小于等于10％(摩尔百分比)的Nd，且Al元素取代Ba6-3xNd8+2xTi18O54陶瓷中的部分的Ti，从而实现材料优异的综合微波介电性能，具有高的介电常数、高的Qf值、及趋零谐振频率温度系数τf。
一些实施例中，所述介电陶瓷的分子式为Ba6-3x(Nd1-zEuz)8+2xTi18-3y/4AlyO54，其中0.6<x<0.8，0.1<y<4，0<z≤0.1。由分子式可清楚地了解所述介电陶瓷中，Eu、Al等元素的取代摩尔含量范围。所述介电陶瓷的分子式可按照价态平衡换算得到，Eu与Nd价态相同，则Eu取代Ba6-3xNd8+2xTi18O54陶瓷中的小于z摩尔百分比的Nd表示为(Nd1-zEuz)8+2x；y摩尔份的Al取代部分的Ti，为满足价态平衡Ti要减少3y/4摩尔份，则表示为Ti18-3y/4Aly。
一些实施例中，所述介电陶瓷的分子式为Ba6-3x(Nd1-zEuz)8+2x+y/3Ti18-yAlyO54，其中0.6<x<0.8，0.1<y≤3，0<z≤0.1。所述介电陶瓷的分子式可按照化学计量比换算得到，y摩尔份的Al取代Ba6-3xNd8+2xTi18O54陶瓷中y摩尔份的Ti，则Ti对应减少y摩尔份，表示为Ti18- yAly，Eu取代Ba6-3xNd8+2xTi18O54陶瓷的小于z摩尔百分比的Nd表示为(Nd1-zEuz)8+2x，且为了使分子式的整体价态平衡，则(Nd1-zEuz)需增加y/3摩尔份表示为(Nd1-zEuz)8+2x+y/3。
由上述两个分子式中的z值大小可知,Eu取代Ba6-3xNd8+2xTi18O54陶瓷中的小于等于10％摩尔的Nd。
所述介电陶瓷还可包括Sm元素，所述Sm元素和所述Eu元素取代Ba6-3xNd8+2xTi18O54陶瓷中的小于等于30％摩尔的Nd。
一些实施例中，所述介电陶瓷具有分子式为Ba6-3x[Nd1-z(Sm1-aEua)z]8+2x+y/3Ti18- yAlyO54，其中0.6<x<0.8，0.1<y<4，0<z≤0.3，0<a≤0.1。所述介电陶瓷的分子式可按照化学计量比换算得到，y摩尔份的Al取代Ba6-3xNd8+2xTi18O54陶瓷中y摩尔份的Ti，则Ti对应减少y摩尔份，表示为Ti18-yAly，Eu和Sm共同取代Ba6-3xNd8+2xTi18O54陶瓷的小于z摩尔百分比的Nd表示为(Nd1-zEuz)8+2x，而为了使分子式的整体价态平衡，则[Nd1-z(Sm1-aEua)z]需增加y/3摩尔份表示为[Nd1-z(Sm1-aEua)z]8+2x+y/3。
一些实施例中，所述介电陶瓷具有分子式为Ba6-3x(Nd1-z(Sm1-aEua)z)8+2xTi18-3y/ 4AlyO54，其中0.6<x<0.8，0.1<y<4，0<z≤0.3，0<a≤0.1。所述介电陶瓷的分子式可按照价态平衡换算得到，Eu、Sm与Nd价态相同，则Eu和Sm共同取代Ba6-3xNd8+2xTi18O54陶瓷中的小于z摩尔百分比的Nd表示为(Nd1-z(Sm1-aEua)z)8+2x；y摩尔份的Al取代部分的Ti，为满足价态平衡Ti要减少3y/4摩尔份，则表示为Ti18-3y/4Aly。
由上述两个分子式的z值大小可知,Eu和Sm共同取代Ba6-3xNd8+2xTi18O54陶瓷中的小于等于30％摩尔的Nd，由a值大小可知，Eu与Sm二者的摩尔比例范围。
上述介电陶瓷的介电常数为63～67，Qf值>14000GHz。所述介电陶瓷的谐振频率温度系数(τf)满足-3<τf<3ppm/℃，在-40℃≤T≤+105℃温度区间内|Δτf/ΔT|<30ppb/℃2。
本申请还提供一种微波介质陶瓷材料，包括钨青铜结构相的主晶相，主晶相为上述介电陶瓷中的至少一种，即为以下中的至少一种：
分子式为Ba6-3x(Nd1-zEuz)8+2xTi18-3y/4AlyO54的介电陶瓷，其中0.6<x<0.8，0.1<y<4，0<z≤0.1；
分子式为Ba6-3x(Nd1-zEuz)8+2x+y/3Ti18-yAlyO54的介电陶瓷，其中0.6<x<0.8，0.1<y≤3，0<z≤0.1；
分子式为Ba6-3x[Nd1-z(Sm1-aEua)z]8+2x+y/3Ti18-yAlyO54的介电陶瓷，其中0.6<x<0.8，0.1<y<4，0<z≤0.3，0<a≤0.1；
分子式为Ba6-3x(Nd1-z(Sm1-aEua)z)8+2xTi18-3y/4AlyO54的介电陶瓷，其中0.6<x<0.8，0.1<y<4，0<z≤0.3，0<a≤0.1。
一些实施例中，所述微波介质陶瓷材料还可包括少量的下述晶相中的至少一种：Al2O3、(Nd,Eu)2Ti2O7、BaTi4O9、Ba2Ti9O20和TiO2。
本申请以改善Ba6-3xNd8+2xTi18O54陶瓷材料的Qf值及谐振频率温度系数为目的，介电陶瓷的制备方法具体包括如下步骤：
(1)配料：原料可采用BaCO3、TiO2、Nd2O3、Sm2O3、Eu2O3和Al2O3等高纯度粉体，但不以此为限，将原料按照化学计量比配料；
(2)球磨，以将原料粉体磨成所需的粒径，例如小于100目；
(3)高温固相合成，以获得具有钨青铜结构相的粉体，一般为1100℃～1200℃的空气中热处理3～10小时；
(4)二次球磨，以获得所需粒径尺寸的钨青铜结构相粉体；
(5)烧结：将钨青铜结构相粉体加入粘合剂混合均匀，然后压制成所需形状的生坯，然后在1360℃～1420℃下烧结生坯，然后在1100℃下进行退火5～10小时。
以表2中Ba6-3x(Nd1-zEuz)8+2xTi18-3y/4AlyO54为例，其中x＝0.85,y＝1,z＝0.15；将按照化学计量比称量后的原料粉末与钇稳定氧化锆球(研磨介质)、一定量的纯水在行星搅拌机中球磨混合12小时，将得到的浆体置于鼓风烘箱中干燥，再将干燥后的粉末通过100目尼龙筛筛分，筛分后的粉体置于99％Al2O3陶瓷坩埚中，在1150℃的空气中热处理10小时，目的是获得具有钨青铜结构相的粉体(获得钨青铜结构相的粉体的同时也可能少量生成其他晶相，如(Nd,Eu)2Ti2O7、BaTi4O9、Ba2Ti9O20中的至少一种，以及少量未反应的原料Al2O3和TiO2)，之后，将合成后的粉体再次利用行星球磨机球磨7小时，将得到的浆体干燥过筛；将少量聚乙烯醇水溶液粘合剂加入干燥后的粉末中并混合均匀，之后，使用单轴压力机将粉末压制成直径为7mm～13mm、厚度为3.5mm～6.5mm的生坯圆片，并在1360℃～1420℃下烧结，然后在1100℃下进行退火5～10小时得到样品。请参图1样品的扫描电镜图，可知所获得样品的微观结构致密，晶粒呈棒状，尺寸均匀约3～5μm。请参图2样品的X射线衍射图，可知制备得到的样品为纯钨青铜结构晶相。
在1～6.8GHz的频率范围内进行该样品的微波介电性能测量：对于测试样品其直径和厚度的比值在1.8～2.2之间，采用Hakki-coleman法测试微波波段的介电常数，采用闭腔谐振法测试Qf值及谐振频率温度系数；测得微波介电性能：介电常数为66.6，Qf＝15700GHz，τf＝+3.0ppm/℃和|Δτf/ΔT|＝28ppb/℃2在-40℃≤T≤+105℃温度范围内。
表2中另一实施方案中，Ba6-3x(Nd1-zEuz)8+2xTi18-3y/4AlyO54，其中x＝0.85，y＝4，z＝0.15，采用相同的制备工艺条件制得并采用相同的测试手段测试，可实现介电常数为66.5，Qf＝15500GHz，τf＝-1.06ppm/℃和|Δτf/ΔT|＝23ppb/℃2在-40℃≤T≤+105℃温度范围内。
如图3所示，本申请还提供一种介质滤波器100，包括介质陶瓷体10、与该介质陶瓷体10连接的输入端子11和输出端子13。所述介质陶瓷体10的材料为上述的微波介质陶瓷材料。本实施例中，所述介质陶瓷体10为矩形块状，但不以此为限，具体的形状可根据产品的需要进行设计。本实施例中，所述输入端子11和所述输出端子13间隔凸设在所述介质陶瓷体10的表面，所述输入端子11和所述输出端子13可为导电针且通过焊料(例如焊锡)连接在所述介质陶瓷体10的表面，另外设置所述输入端子11和所述输出端子13的区域还可设置较浅的凹槽(图未示)，将焊料填充在凹槽中。所述介质陶瓷体10中开设有若干贯穿所述介质陶瓷体10的条形的通孔(图未示)和多个未贯穿所述介质陶瓷体10的圆形的盲孔(图未示)，通孔和盲孔的形状和排布也可根据产品的需要进行设计。所述介质滤波器100由于采用了高的相对介电常数、高品质系数Qf值、且具有接近0ppm/℃的温度系数τf的介质陶瓷体10，因此具有良好性能。
本申请还提供一种射频单元，包括所述介质滤波器。
本申请还提供一种通信设备，包括所述介质滤波器。
需要说明的是，以上仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内；在不冲突的情况下，本申请的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (14)
1.一种介电陶瓷，具有钨青铜结构晶相，其特征在于，包括Ba、Nd、Eu、Ti、Al和O元素，其为Eu元素取代Ba6-3xNd8+2xTi18O54陶瓷中的Nd，且Al元素取代Ba6-3xNd8+2xTi18O54陶瓷中的部分的Ti，其中Eu取代小于等于10％摩尔的Nd。
2.根据权利要求1所述的介电陶瓷，其特征在于，所述介电陶瓷的分子式为Ba6-3x(Nd1- zEuz)8+2xTi18-3y/4AlyO54，其中0.6<x<0.8，0.1<y<4，0<z≤0.1。
3.根据权利要求1所述的介电陶瓷，其特征在于，所述介电陶瓷的分子式为Ba6-3x(Nd1- zEuz)8+2x+y/3Ti18-yAlyO54，其中0.6<x<0.8，0.1<y≤3，0<z≤0.1。
4.根据权利要求1所述的介电陶瓷，其特征在于，所述介电陶瓷还包括Sm元素，所述Sm元素和所述Eu元素取代Ba6-3xNd8+2xTi18O54陶瓷中的小于等于30％摩尔的Nd。
5.根据权利要求4所述的介电陶瓷，其特征在于，所述介电陶瓷具有分子式为Ba6-3x[Nd1-z(Sm1-aEua)z]8+2x+y/3Ti18-yAlyO54，其中0.6<x<0.8，0.1<y<4，0<z≤0.3，0<a≤0.1。
6.根据权利要求4所述的介电陶瓷，其特征在于，所述介电陶瓷具有分子式为Ba6-3x(Nd1-z(Sm1-aEua)z)8+2xTi18-3y/4AlyO54，其中0.6<x<0.8，0.1<y<4，0<z≤0.3，0<a≤0.1。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的介电陶瓷，其特征在于，所述介电陶瓷的介电常数为63～67，Qf值>14000GHz。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的介电陶瓷，其特征在于，所述介电陶瓷的谐振频率温度系数τf满足-3<τf<3ppm/℃，|Δτf/ΔT|<30ppb/℃2在-40℃≤T≤+105℃的温度区间内。
9.一种微波介质陶瓷材料，包括介电陶瓷，其特征在于，所述介电陶瓷具有钨青铜结构晶相，包括Ba、Nd、Eu、Ti、Al和O元素，其为Eu元素取代Ba6-3xNd8+2xTi18O54陶瓷中的Nd，且Al元素取代Ba6-3xNd8+2xTi18O54陶瓷中的部分的Ti，其中Eu取代小于等于10％摩尔的Nd。
10.根据权利要求9所述的微波介质陶瓷材料，其特征在于，所述的微波介质陶瓷材料包括以下介电陶瓷中的至少一种：
分子式为Ba6-3x(Nd1-zEuz)8+2xTi18-3y/4AlyO54的介电陶瓷，其中0.6<x<0.8，0.1<y<4，0<z≤0.1；
分子式为Ba6-3x(Nd1-zEuz)8+2x+y/3Ti18-yAlyO54的介电陶瓷，其中0.6<x<0.8，0.1<y≤3，0<z≤0.1；
分子式为Ba6-3x[Nd1-z(Sm1-aEua)z]8+2x+y/3Ti18-yAlyO54的介电陶瓷，其中0.6<x<0.8，0.1<y<4，0<z≤0.3，0<a≤0.1；
分子式为Ba6-3x(Nd1-z(Sm1-aEua)z)8+2xTi18-3y/4AlyO54的介电陶瓷，其中0.6<x<0.8，0.1<y<4，0<z≤0.3，0<a≤0.1。
11.根据权利要求9或10所述的微波介质陶瓷材料，其特征在于，所述微波介质陶瓷材料还包括以下晶相中的至少一种：Al2O3、(Nd,Eu)2Ti2O7、BaTi4O9、Ba2Ti9O20和TiO2。
12.一种介质滤波器，包括介质陶瓷体、与所述介质陶瓷体连接的输入端子和输出端子，其特征在于，所述介质陶瓷体的材料包括如权利要求1至8中任一项所述的介电陶瓷或权利要求9至11中任一项所述的微波介质陶瓷材料。
13.一种射频单元，其特征在于，所述射频单元包括如权利要求12所述的介质滤波器。
14.一种通信设备，其特征在于，所述通信设备包括如权利要求12所述的介质滤波器。
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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