CN1772697A - 一种Ku频段用环保微波介质陶瓷 - Google Patents

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Abstract

一种Ku频段用环保微波介质陶瓷。其以CaO、Ln2O3、TiO2、Al2O3为原料，其中Ln＝La，Nd，Sm，组成表达式为xCaO－y(mNd2O3－nLa2O3－pSm2O3)－z(aTiO2+bAl2O3)，各成分摩尔百分比含量分别为：20％≤x≤45％，5％≤y≤20％，45％≤z≤60％；x+y+z＝100％；m＋n＋p＝1；a+b＝1。本发明产品不含任何有害于环境和人体健康的成分，同时具有如下微波介电性能：介电常数ε为30～70，高的Qf值～16000－47000GHz和近零谐振频率温度系数，可广泛应用于谐振器、滤波器和电容器等Ku频段卫星通信中的关键电子元器件，具有重要的工业应用价值。

Description

一种Ku频段用环保微波介质陶瓷
技术领域：
本发明涉及应用于谐振器、滤波器和电容器等Ku频段卫星通信中的微波元器件的一种Ku频段用环保微波介质陶瓷。
背景技术：
我国从1985年开始应用通信卫星传送中央电视台节目以来，目前广播电视覆盖率已上升到90％以上，其中卫星广播电视应用起了十分重要的作用。卫星电视产业的飞速发展，使得对卫星电视接收设备中不可缺少的部件——高频头的需求也急剧增加。这种需求同时也极大的带动了对相应的微波谐振器、滤波器、振荡器、微波电容器等相关微波元器件的需求。其中采用微波介质陶瓷制作的上述微波元器件具有体积小、质量轻、性能稳定、价格便宜等优点，同时也很大程度上决定了卫星电视接收用的高频头的最终的性能、尺寸和成本。
卫星广播电视通常应用的频率为C、Ku和Kα频段，对于应用于Ku频段的微波介质陶瓷要求具有中等介电常数(40-50)、高品质因数和稳定的谐振频率温度特性。但是目前应用的该类微波介质陶瓷主要是(Zr，Sn)TiO4，而其具有原料成本较高、工艺相对较难控制以及介电常数相对较低的缺陷。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种介电常数相对较高、高品质因数和稳定的谐振频率温度特性的Ku频段用环保微波介质陶瓷。
本发明技术方案如下：本发明产品包括如下成分，它是以CaO、Ln2O3、TiO2、Al2O3组成表达式为xCaO-y(mNd2O3-nLa2O3-pSm2O3)-z(aTiO2+bAl2O3)的物质，其中Ln＝La，Nd，Sm，x+y+z＝100％；m+n+p＝1；a+b＝1，各成分含量摩尔百分比含量分别为：
(1)氧化钙CaO                                                20％——45％；
(2)氧化钕Nd2O3、氧化镧La2O3和氧化钐Sm2O3           5％——20％，其中
   氧化钕Nd2O3                                            5％——20％，
   氧化镧La2O3                                            0％——10％，
   氧化钐Sm2O3                                            0％——10％；
(3)二氧化钛TiO2和氧化铝Al2O3                           45％——60％，其中
   二氧化钛TiO2                                            30％——50％.
   氧化铝Al2O3                                            5％——15％；
将上述成分按照电子陶瓷的制备工艺烧制而成。
本发明提供的微波介质陶瓷，具有中等介电常数ε为30～70，高的Qf值～16000-47000GHz和近零谐振频率温度系数，同时采用的原料不含任何有害于人体健康和污染环境的成分，即本发明提供的是一种适合Ku频段用环保微波介质陶瓷。该微波介质陶瓷可广泛应用于卫星广播电视、全球卫星定位系统(GPS)、蓝牙技术等电子行业，具有极大的工业应用价值。
具体实施方式：
本发明产品其成分表达式为xCaO-y(mNd2O3-nLa2O3-pSm2O3)-z(aTiO2+bAl2O3)，x+y+z＝100％，m+n+p＝1，a+b＝1；各成分摩尔百分比含量分别为：20％≤x≤45％，5％≤y≤20％，45％≤z≤60％。一些具体实施例的成分以及微波介电性能如下表。
x(摩尔％) y(摩尔％) z(摩尔％) m n p a b ε   Qf(GHz)   τf(ppm/℃)
 45  5  50   1.0   0   0   0.90   0.10   85   16455   230
 37.5  9  53.5   0.6   0.2   0.2   0.90   0.10   78   18500   140
 41  9  50   0.6   0.2   0.2   0.90   0.10   48   28500   15
 41  14  45   0.7   0.2   0.1   0.87   0.13   45   32200   5
 37.5  16.5  46   0.8   0.1   0.1   0.82   0.18   44   40800   2
 30  15.8  54.2   0.8   0.2   0.0   0.80   0.20   42   42400   -2
 20  20  60   1.0   0   0   0.82   0.18   40   44500   -4
 22  18  60   0.4   0.55   0.05   0.86   0.14   43   38200   4
 25  19.5  55.5   0.3   0.2   0.5   0.75   0.25   36   46300   -6
本发明公开的“一种Ku频段用环保微波介质陶瓷”可以作为Ku频段微波通讯用谐振器、振荡器、滤波器和电容器等电子元器件的关键核心材料使用。

Claims (1)

1、一种Ku频段用环保微波介质陶瓷，其特征在于：它是以CaO、Ln2O3、TiO2、Al2O3组成表达式为xCaO-y(mNd2O3-nLa2O3-pSm2O3)-z(aTiO2+bAl2O3)的物质，其中Ln＝La，Nd，Sm，x+y+z＝100％；m+n+p＝1；a+b＝1，各成分含量摩尔百分比含量分别为：
(1)氧化钙CaO                                    20％-45％；
(2)氧化钕Nd2O3、氧化镧La2O3和氧化钐Sm2O35％-20％，其中
氧化钕Nd2O3                                  5％-20％，
氧化镧La2O3                                  0％-10％，
氧化钐Sm2O3                                  0％-10％；
(3)二氧化钛TiO2和氧化铝Al2O3                45％-60％，其中
二氧化钛TiO2                                   0％-50％，
氧化铝Al2O3                                   5％-15％；
将上述成分按照电子陶瓷的制备工艺烧制而成。
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