微波介质陶瓷及其制备方法与流程

本发明涉及陶瓷材料的技术领域，尤其是涉及一种微波介质陶瓷及其制备方法。

背景技术：

目前，基于5g网络的快速普及，谐振器、滤波器、振荡器、移相器、电容器以及微波基板等射频元器件已经成为通讯的关键材料，其中，微波介质陶瓷材料是指应用于射频元器件中微波频段电路的作为介质材料完成一种或多种功能的关键陶瓷材料。

微波介质陶瓷材料自1939年起开始发展到至今，各种低、中、高介的微波介质陶瓷已经取得了迅速的发展，其种类繁多的相关体系也已经逐渐成熟和完善。如今，对于介电常数εr在20左右的微波介质陶瓷，其体系目前主要为mgtio3-catio3系，然而，在温差较大的情况下，由于散热不均而产生的内应力导致了微波介质陶瓷的抗热震性较差。

在现有技术中，mgtio3-catio3系的微波介质陶瓷材料由于其抗热震性较差且产品稳定性弱等原因，已经无法满足5g移动通信应用的需求。

有鉴于此，特提出本发明。

技术实现要素：

本发明的目的之一在于提供一种微波介质陶瓷，具有优异的抗热震性能和较强的稳定性。

本发明的目的之二在于提供一种微波介质陶瓷的制备方法，不仅操作方便快捷，还能提高产品的品质因数，降低生产成本，适合大规模生产。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

第一方面，一种微波介质陶瓷，所述微波介质陶瓷按质量百分比计包括如下组分：陶瓷主料：mgo15-30％、cao2-4％、tio245-65％、al2o310-25％以及改性剂1-4％。

进一步的，所述改性剂包括第一改性剂、第二改性剂以及第三改性剂中的至少一种；

其中，所述第一改性剂包括zno、sio2以及mno2中的至少一种；

所述第二改性剂包括zro2、aln以及sic中的至少一种；

所述第三改性剂包括nb2o5、nd2o3以及ceo2中的至少一种。

进一步的，所述第一改性剂占所述微波介质陶瓷的质量百分比为0.5-2％；

进一步优选的，所述第二改性剂占所述微波介质陶瓷的质量百分比为0.3-1％；

进一步优选的，所述第三改性剂占所述微波介质陶瓷的质量百分比为0.2-1％。

进一步的，所述微波介质陶瓷的介电常数εr为19-21，品质因数q×f为50000-60000ghz，谐振频率温度系数τf为-2-8ppm/℃，抗热震温差为90-95℃。

第二方面，一种微波介质陶瓷的制备方法，包括以下步骤:

a)将陶瓷主料和改性剂煅烧，得到煅烧后粉体；

b)加入粘结剂到步骤a)得到的煅烧后粉体中混合，再造粒，得到造粒粉体；

c)将步骤b)得到的造粒粉体进行成型，得到坯体；

d)将步骤c)得到的坯体烧结，得到微波介质陶瓷。

进一步的，步骤a)包括如下步骤：

将陶瓷主料mgo、cao、tio2、al2o3以及改性剂混合，再煅烧，得到煅烧后粉体。

进一步的，步骤a)包括如下步骤：

a将部分mgo和部分tio2混合，再煅烧，得到mgtio3和/或mg2tio4粉体；

b将剩余mgo和al2o3混合，再煅烧，得到mgal2o4粉体；

c将cao和剩余tio2混合，再煅烧，得到catio3粉体；

d将步骤a得到的mgtio3和/或mg2tio4粉体、步骤b得到的mgal2o4粉体、步骤c得到的catio3粉体和改性剂混合，得到煅烧后粉体；

优选的，步骤a、b、c以及d中的混合方法均独立地包括湿法球磨混料方法；

优选的，所述湿法球磨混料的时间为3-8h，湿法球磨的转速为200-400rpm；

优选的，所述湿法球磨混料后得到的粉体粒径在1μm以下；

优选的，步骤a中煅烧的温度为1050-1150℃，煅烧时间为2-4h；

优选的，步骤b中煅烧的温度为850-950℃，煅烧时间为2-4h；

优选的，步骤c中煅烧的温度为1050～1150℃，煅烧时间为2-4h。

进一步的，步骤b)中的混合方法包括湿法球磨混料方法；

优选的，所述湿法球磨的时间为3-8h，湿法球磨的转速为200-400rpm；

优选的，步骤b)中得到的造粒粉体的平均粒径为50-150μm。

进一步的，步骤c)中得到的坯体的干压密度为2.2-2.6g/cm³。

进一步的，步骤d)中所述烧结的温度为1320-1360℃，烧结的时间为2-4h。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明提供的微波介质陶瓷由于以mgo、cao、tio2以及al2o3作为陶瓷主料，因此在微波介质陶瓷中会形成mgtio3和/或mg2tio4、mgal2o4、catio3等晶相，其中的mgtio3和/或mg2tio4、mgal2o4为主晶相，catio3为次晶相。一方面，主晶相mgtio3、mg2tio4以及mgal2o4的介电常数和目标介电常数20比较接近，再通过复配一定量的高介电常数的catio3为次晶相，就使得微波介质陶瓷的介电常数在20附近，同时，谐振频率温度系数近于零；另一方面，mgal2o4(镁铝尖晶石)具有很好的抗热震性能，一定量的mgal2o4可以较为明显地提高微波介质陶瓷的抗热震性能。因此，本发明的微波介质陶瓷相较于传统mgtio3-catio3体系的微波介质陶瓷，其介电常数保持在20左右的情况下，仍能具有较高的品质因数和较高的抗热震性能。

本发明提供的微波介质陶瓷的制备方法，其操作方便且快速，能保证微波介质陶瓷具有优异的性能，稳定性好，适合广泛应用以及工厂的大规模生产。

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为本发明一种实施方式提供的工艺流程图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

根据本发明的第一个方面，提供了一种微波介质陶瓷，该微波介质陶瓷按质量百分比计包括如下组分：陶瓷主料：mgo15-30％、cao2-4％、tio245-65％、al2o310-25％以及改性剂1-4％。

其中，mgo典型但非限制性的质量百分比例如为15％、18％、20％、22％、24％、26％、30％；cao典型但非限制性的质量百分比例如为2％、2.5％、3％、3.5％、4％；tio2典型但非限制性的质量百分比例如为45％、49％、53％、54％、55％、56％、57％、58％、60％、61％、63％、65％；al2o3典型但非限制性的质量百分比例如为10％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％、21％、23％、25％；改性剂典型但非限制性的质量百分比例如为1％、2％、3％、4％。

需要注意的是，mgo、cao、tio2、al2o3以及改性剂的含量均是以微波介质陶瓷作为基准的。

作为一些优选的实施方案，以微波介质陶瓷为基准，本发明陶瓷主料的质量百分比组成包括以下几种方式中的一种：

mgo18％，cao4.0％，tio257％，al2o320％；

mgo20％，cao3.5％，tio256％，al2o319％；

mgo22％，cao3.0％，tio255％，al2o318％；

mgo24％，cao2.5％，tio254％，al2o317％；

mgo26％，cao2.0％，tio253％，al2o316％。

在本发明提供的微波介质陶瓷中，陶瓷主料mgo、cao、tio2以及al2o3经煅烧和/或烧结后会形成mgtio3和/或mg2tio4、mgal2o4以及catio3等晶相。一方面，本发明的微波介质陶瓷以mgtio3和/或mg2tio4、mgal2o4为主晶相，mgtio3的介电常数为17，mg2tio4的介电常数为14，mgal2o4的介电常数为8.5，和目标介电常数20都比较接近，再以catio3为次晶相，其介电常数为160，通过复配一定量的次晶相catio3，使得本发明的微波介质陶瓷的介电常数在20附近且谐振频率温度系数近于零；另一方面，mgal2o4(镁铝尖晶石)具有很好的抗热震性，可以较为明显地提高微波介质陶瓷的抗热震性能；最后，本发明添加一定量的改性剂，通过改性剂与陶瓷主料的协同作用进一步提高了微波介质陶瓷材料的性能，需要注意的是，若改性剂的添加量过多，则会降低微波介质陶瓷材料的韧性以及微波介电性能，若改性剂的添加量过少，则其性能得不到改善。由此得到的微波介质陶瓷的介电常数εr为19-21，品质因数q×f为50000-60000ghz，谐振频率温度系数τf为-2-8ppm/℃，抗热震温差为90-95℃；与传统的mgtio3-catio3体系的微波介质陶瓷材料相比，本发明提供的微波介质陶瓷在介电常数保持20左右的情况下仍能具有较高的品质因数，同时还具有较高的抗热震性能，能够较好地满足移动通信应用的需求。

在一种优选的实施方式中，本发明的改性剂包括第一改性剂、第二改性剂以及第三改性剂中的至少一种；其中，第一改性剂包括但不限于zno、sio2以及mno2，添加第一改性剂能够降低陶瓷主料的烧结温度；第二改性剂包括但不限于zro2、aln以及sic，添加第二改性剂能够提高陶瓷主料的抗热震性能；第三改性剂包括但不限于nb2o5、nd2o3以及ceo2，添加第三改性剂能够调整陶瓷主料的介电性能，提高微波介质陶瓷材料的整体特性。

在一种优选的实施方式中，本发明的第一改性剂占该微波介质陶瓷的质量百分比为0.5-2％，其典型但非限制性的质量百分比例如为0.5％、1％、1.5％、2％。本发明通过控制第一改性剂的添加量有效地调控了陶瓷主料的烧结温度，本发明第一改性剂的特定添加量可以较好地降低陶瓷主料的烧结温度，而不影响产品的整体性能。

在一种优选的实施方式中，本发明的第二改性剂占该微波介质陶瓷的质量百分比为0.3-1％，其典型但非限制性的质量百分比例如为0.3％、0.5％、0.6％、1％。本发明通过控制第二改性剂的添加量有效地改善了陶瓷主料的抗热震性，从而提高了产品的整体性能。

在一种优选的实施方式中，本发明的第三改性剂占该微波介质陶瓷的质量百分比为0.2-1％，其典型但非限制性的质量百分比例如为0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、1％。本发明通过控制第三改性剂的添加量有效地调整了陶瓷主料的介电性能，提高了微波介质陶瓷材料的整体特性，获得了介电性能优异的产品。

在一种优选的实施方式中，本发明的微波介质陶瓷的介电常数εr为19-21，品质因数q×f为50000-60000ghz，谐振频率温度系数τf为-2-8ppm/℃，抗热震温差为90-95℃。

介电常数εr、品质因数q×f、谐振频率温度系数τf测试方法：

采用国际上较通用的两端短路型介质谐振器法(hakki-coeman法)测试陶瓷介质的介电常数和品质因数。将一个圆柱形样品放在两个等效为无限大的金属板之间。将样品放置圆盘中央。调节两个探针的位置，使探针高度和样品的高度的二分之一处于同一水平面。探针主要用来馈入和取出微波功率，其外部与微波网络分析仪(e5071c)相连，微波网络分析仪与电脑相连。通过微波陶瓷介电性能测试软件，寻找出谐振峰，从而计算出微波介质陶瓷的介电常数εr和品质因数q×f。需要注意的是控制介质与导电板的损耗loss在30±0.5db的范围内。

同样地，将测试夹具置于恒温烘箱中，改变烘箱温度即可测出不同温度下的谐振频率ft。τf的计算公式：其中t0为20℃，t分别为-40、-30℃……130℃，τf最终结果为不同温度的计算结果τf绝对值的最大值。

抗热震性测试方法：

取5个样品放入烘箱在温度t下保温15分钟，然后迅速取出放入温度为t0(t0<t)的冷水中淬冷5分钟，然后将淬冷后的样品擦干并放入红墨水中浸泡30分钟后用自来水清洗干净，之后在电视显微镜下观察样品是否出现裂纹，如果不出现裂纹，则继续提高5℃温差并重复实验直到有样品出现裂纹，抗热震温差表示这5个样品均不出现裂纹的最大温差。

根据本发明的第二个方面，提供了一种微波介质陶瓷的制备方法，包括以下步骤:

a)将陶瓷主料和改性剂煅烧，得到煅烧后粉体；

b)加入粘结剂到步骤a)得到的煅烧后粉体中混合，再造粒，得到造粒粉体；

c)将步骤b)得到的造粒粉体进行成型，得到坯体；

d)将步骤c)得到的坯体烧结，得到微波介质陶瓷。

该制备方法以mgo、cao、tio2和al2o3粉体为原材料进行混合得到陶瓷主料，再与改性剂混合分散后进行煅烧，之后将煅烧后的粉体和粘结剂混合分散，依次进行球磨处理、喷雾造粒，得到造粒粉体，并进行坯体压制和烧结处理，得到微波介质陶瓷材料，该制备方法操作方便、快速，保证得到的微波介质陶瓷材料具备高抗热震性和优异的性能，且稳定性好，适合广泛应用。

步骤a)

在一种优选的实施方式中，本发明的步骤a)包括如下步骤：

将陶瓷主料mgo、cao、tio2、al2o3以及改性剂混合，再煅烧，得到煅烧后粉体；

步骤a)中的混合方法包括湿法球磨混料方法，其中，湿法球磨的时间为3-8h，其典型但非限制性的球磨混料时间例如为3h、4h、5h、6h、7h、8h；湿法球磨的转速为200-400rpm，其典型但非限制性的球磨混料转速例如为200rpm、300rpm、400rpm。

在一种优选的实施方式中，本发明的步骤a)包括如下步骤：

a将部分mgo和部分tio2混合，再煅烧，得到mgtio3和/或mg2tio4粉体；

b将剩余mgo和al2o3混合，再煅烧，得到mgal2o4粉体；

c将cao和剩余tio2混合，再煅烧，得到catio3粉体；

d将步骤a得到的mgtio3和/或mg2tio4粉体、步骤b得到的mgal2o4粉体、步骤c得到的catio3粉体和改性剂混合，得到煅烧后粉体；

其中，步骤a、b、c以及d中的混合方法均独立地包括湿法球磨混料方法，湿法球磨混料的时间为3-8h，其典型但非限制性的球磨混料时间例如为3h、4h、5h、6h、7h、8h；湿法球磨混料的转速为200-400rpm，其典型但非限制性的球磨混料转速例如为200rpm、300rpm、400rpm；湿法球磨混料后得到的粉体粒径在1μm以下。

本发明采用湿磨机进行湿磨处理，其中，湿磨的时间为3-8h，控制湿磨的时间较长，保证陶瓷主料和改性剂能够混合均匀，同时使得粉体颗粒粒径研磨到1μm以下，保证了煅烧过程中各原料能够充分反应合成mgtio3和/或mg2tio4、mgal2o4、catio3等晶相；再将湿磨处理得到的产品进行烘干处理，得到烘干的粉体有利于进行后续的过筛处理和煅烧处理，本发明的烘干条件为100-110℃温度下处理12-24h；进行过筛处理时，过筛的目数为60-100目，采用60-100目的过筛目数进行过筛处理，保证得到的陶瓷主料和改性剂粉体颗粒较小且大小均一，保证其在预烧的过程中各物料与空气有足够大的接触面积，使之完成反应生成mgtio3和/或mg2tio4、mgal2o4以及catio3等晶相。

在一种优选的实施方式中，步骤a中煅烧的温度为1050-1150℃，其典型但非限制性的煅烧温度例如为1050℃、1100℃、1150℃；步骤a中煅烧的时间为2-4h，其典型但非限制性的煅烧时间例如为2h、3h、4h；

在一种优选的实施方式中，步骤b中煅烧的温度为850-950℃,其典型但非限制性的煅烧温度例如为850℃、950℃；步骤b中煅烧的时间为2-4h，其典型但非限制性的煅烧时间例如为2h、3h、4h；

在一种优选的实施方式中，步骤c中煅烧的温度为1050-1150℃，其典型但非限制性的煅烧温度例如为1050℃、1100℃、1150℃；步骤c中煅烧的时间为2-4h，其典型但非限制性的煅烧时间例如为2h、3h、4h；

在进行煅烧处理时，本发明煅烧的温度和时间能保证各物料充分反应生成mgtio3和/或mg2tio4、mgal2o4以及catio3等晶相。

步骤b)

在一种优选的实施方式中，步骤b)中的混合方法包括湿法球磨混料方法，其中，湿法球磨的时间为3-8h，其典型但非限制性的球磨混料时间例如为3h、4h、5h、6h、7h、8h；湿法球磨的转速为200-400rpm，其典型但非限制性的球磨混料转速例如为200rpm、300rpm、400rpm。

在一种优选的实施方式中，步骤b)中得到的造粒粉体的平均粒径为50-150μm，其典型但非限制性的平均粒径例如为50μm、100μm、150μm。

将煅烧后的粉体加入粘结剂依次进行球磨处理和喷雾造粒，得到造粒粉体，其中，喷雾造粒采用常规的喷雾条件进行造粒处理，通过控制喷雾造粒过程中的转速，得到粒径大小为50-150μm的粉体，这保证了物料较强的流动性，进而提高生坯的干压密度和微波介质陶瓷的一致性和稳定性。

步骤c)

在一种优选的实施方式中，步骤c)中得到的坯体的干压密度为2.2-2.6g/cm³，其典型但非限制性的干压密度例如为2.2g/cm³、2.4g/cm³、2.6g/cm³。

控制坯体的干压密度为2.2-2.6g/cm³以提高产品的一致性和可靠性，同时为下一步生坯的烧结提供一定的强度。

步骤d)

在一种优选的实施方式中，步骤d)中烧结的温度为1320-1360℃，其典型但非限制性的烧结温度例如为1320℃、1340℃、1360℃；步骤d)中烧结的时间为2-4h，其典型但非限制性的烧结时间例如为2h、4h、6h。

本发明控制在较长的保温时间条件下进行烧结处理，有利于提高微波介质陶瓷材料的性能，能够较好地满足移动通信应用的需求。

一种微波介质陶瓷典型的制备方法，如图1所示，包括以下步骤：

s01)根据微波介质陶瓷材料的质量百分比，称量并提供陶瓷主料各组分和改性剂；

s02)将陶瓷主料mgo、cao、tio2、al2o3以及改性剂混合均匀分散，再煅烧，得到煅烧后粉体；

s03)加入粘结剂到步骤s02)得到的煅烧后粉体中混合均匀分散，再依次进行球磨处理，之后喷雾造粒，得到造粒粉体；

s04)将步骤s03)得到的造粒粉体进行成型，得到坯体；再将坯体烧结，得到微波介质陶瓷。

综上所述，本发明提供的微波介质陶瓷的制备方法，操作方便且快速，能保证微波介质陶瓷具有优异的性能，稳定性好，并有效提高了生产的品质因子，适合广泛应用以及工厂的大规模生产。

下面通过实施例对本发明作进一步说明。如无特别说明，实施例中的材料为根据现有方法制备而得，或直接从市场上购得。

实施例1

一种微波介质陶瓷，按质量百分比计包括如下组分：

mgo18％、cao4％、tio257％、al2o320％以及改性剂1％。其中，改性剂为第一改性剂，第二改性剂和第三改性剂的组合，第一改性剂为sio2，其占微波介质陶瓷的质量百分比为0.5％；第二改性剂为zro2，其占微波介质陶瓷的质量百分比为0.3％；第三改性剂为ceo2，其占微波介质陶瓷的质量百分比为0.2％。

本实施例的微波介质陶瓷的制备方法，包括如下步骤：

a：称量陶瓷主料mgo18kg、cao4kg、tio257kg以及al2o320kg，称量第一改性剂sio20.5kg，第二改性剂zro20.3kg，第三改性剂ceo20.2kg。

b：将步骤a称量得到的陶瓷主料mgo、cao、tio2、al2o3、第一改性剂sio2、第二改性剂zro2以及第三改性剂ceo2混合，湿法球磨5h，之后在105℃烘干，再过80目筛，然后放入刚玉坩埚中1050℃温度下煅烧3h，得到煅烧后粉体；

c：加入粘结剂到步骤b得到的煅烧后的粉体中混合并球磨处理，得到混合浆料，将该混合浆料进行喷雾造粒，得到平均粒径为50μm的造粒粉体；

d：将步骤c得到的造粒粉体压制成型，得到密度为2.2g/cm³，直径为15.56mm，高度为9mm的圆柱型坯体；

e：将步骤d得到的圆柱型坯体在1320℃温度下烧结2h得到微波介质陶瓷。

本实施例制备得到的微波介质陶瓷的性能参数见表1。

实施例2

一种微波介质陶瓷，按质量百分比计包括如下组分：

mgo20％、cao3.5％、tio256％、al2o319％以及改性剂1.5％。其中，改性剂为第一改性剂，第二改性剂和第三改性剂的组合，第一改性剂为sio2，其占微波介质陶瓷的质量百分比为1％；第二改性剂为zro2，其占微波介质陶瓷的质量百分比为0.3％；第三改性剂为nd2o3，其占微波介质陶瓷的质量百分比为0.2％。

本实施例的微波介质陶瓷的制备方法，包括如下步骤：

a：称量陶瓷主料mgo20kg、cao3.5kg、tio256kg以及al2o319kg，称量第一改性剂sio21kg，第二改性剂zro20.3kg，第三改性剂nd2o30.2kg。

b：将步骤a称量得到的陶瓷主料mgo、cao、tio2、al2o3、第一改性剂sio2、第二改性剂zro2以及第三改性剂nd2o3混合，湿法球磨5h，之后在105℃烘干，再过80目筛，然后放入刚玉坩埚中1100℃温度下煅烧4h，得到煅烧后粉体；

c：加入粘结剂到步骤b得到的煅烧后的粉体中混合并球磨处理，得到混合浆料，将该混合浆料进行喷雾造粒，得到平均粒径为100μm的造粒粉体；

d：将步骤c得到的造粒粉体压制成型，得到密度为2.4g/cm³，直径为15.56mm，高度为9mm的圆柱型坯体；

e：将步骤d得到的圆柱型坯体在1340℃温度下烧结3h得到微波介质陶瓷。

本实施例制备得到的微波介质陶瓷的性能参数见表1。

实施例3

一种微波介质陶瓷，按质量百分比计包括如下组分：

陶瓷主料mgo22％、cao3％、tio255％、al2o318％以及改性剂2％。其中，改性剂为第一改性剂，第二改性剂和第三改性剂的组合，第一改性剂为zno，其占微波介质陶瓷的质量百分比为1％；第二改性剂为zro2和aln，其占微波介质陶瓷的质量百分比分别为0.3％和0.3％；第三改性剂为nd2o3和ceo2，其占微波介质陶瓷的质量百分比分别为0.2％和0.2％。

本实施例的微波介质陶瓷的制备方法，包括如下步骤：

a：称量陶瓷主料mgo22kg、cao3kg、tio255kg以及al2o318kg，称量第一改性剂zno1kg，第二改性剂zro20.3kg和aln0.3kg，第三改性剂nd2o30.2kg和ceo20.2kg。

b：将步骤a称量得到的陶瓷主料mgo、cao、tio2、al2o3、第一改性剂zno、第二改性剂zro2和aln以及第三改性剂nd2o3和ceo2混合，湿法球磨5h，之后在105℃烘干，再过60目筛，然后放入刚玉坩埚中1150℃温度下煅烧5h，得到煅烧后粉体；

c：加入粘结剂到步骤b得到的煅烧后的粉体中混合并球磨处理，得到混合浆料，将该混合浆料进行喷雾造粒，得到平均粒径为100μm的造粒粉体；

d：将步骤c得到的造粒粉体压制成型，得到密度为2.4g/cm³，直径为15.56mm，高度为9mm的圆柱型坯体；

e：将步骤d得到的圆柱型坯体在1340℃温度下烧结4h得到微波介质陶瓷。

本实施例制备得到的微波介质陶瓷的性能参数见表1。

实施例4

一种微波介质陶瓷，按质量百分比计包括如下组分：

陶瓷主料mgo24％、cao2.5％、tio254％、al2o317％以及改性剂2.5％。其中，改性剂为第一改性剂，第二改性剂和第三改性剂的组合，第一改性剂为sio2和mno2，其占微波介质陶瓷的质量百分比分别为0.5％和0.5％；第二改性剂为zro2和sic，其占微波介质陶瓷的质量百分比分别为0.5％和0.5％；第三改性剂为nd2o3和ceo2，其占微波介质陶瓷的质量百分比分别为0.3％和0.2％。

本实施例的微波介质陶瓷的制备方法，包括如下步骤：

a：称量陶瓷主料mgo24kg、cao2.5kg、tio254kg以及al2o317kg，称量第一改性剂sio20.5kg和mno20.5kg，第二改性剂zro20.5kg和sic0.5kg，第三改性剂nd2o30.3kg和ceo20.2kg。

b：将步骤a称量得到的陶瓷主料mgo、cao、tio2、al2o3、第一改性剂sio2和mno2、第二改性剂zro2和sic以及第三改性剂nd2o3和ceo2混合，湿法球磨5h，之后在105℃烘干，再过80目筛，然后放入刚玉坩埚中1100℃温度下煅烧4h，得到煅烧后粉体；

c：加入粘结剂到步骤b得到的煅烧后的粉体中混合并球磨处理，得到混合浆料，将该混合浆料进行喷雾造粒，得到平均粒径为150μm的造粒粉体；

d：将步骤c得到的造粒粉体压制成型，得到密度为2.6g/cm³，直径为15.56mm，高度为9mm的圆柱型坯体；

e：将步骤d得到的圆柱型坯体在1360℃温度下烧结3h得到微波介质陶瓷。

本实施例制备得到的微波介质陶瓷的性能参数见表1。

实施例5

一种微波介质陶瓷，按质量百分比计包括如下组分：

陶瓷主料mgo26％、cao2％、tio253％、al2o316％以及改性剂3％。其中，改性剂为第一改性剂，第二改性剂和第三改性剂的组合，第一改性剂为sio2和mno2，其占微波介质陶瓷的质量百分比分别为1％和0.5％；第二改性剂为zro2和aln，其占微波介质陶瓷的质量百分比分别为0.5％和0.5％；第三改性剂为nd2o3和ceo2，其占微波介质陶瓷的质量百分比分别为0.3％和0.2％。

本实施例的微波介质陶瓷的制备方法，包括如下步骤：

a：称量陶瓷主料mgo26kg、cao2kg、tio253kg以及al2o316kg，称量第一改性剂sio21kg和mno20.5kg，第二改性剂zro20.5kg和aln0.5kg，第三改性剂nd2o30.3kg和ceo20.2kg。

b：将步骤a称量得到的陶瓷主料mgo、cao、tio2、al2o3、第一改性剂sio2和mno2、第二改性剂zro2和aln以及第三改性剂nd2o3和ceo2混合，湿法球磨5h，之后在105℃烘干，再过80目筛，然后放入刚玉坩埚中1100℃温度下煅烧4h，得到煅烧后粉体；

c：加入粘结剂到步骤b得到的煅烧后的粉体中混合并球磨处理，得到混合浆料，将该混合浆料进行喷雾造粒，得到平均粒径为100μm的造粒粉体；

d：将步骤c得到的造粒粉体压制成型，得到密度为2.4g/cm³，直径为15.56mm，高度为9mm的圆柱型坯体；

e：将步骤d得到的圆柱型坯体在1340℃温度下烧结2h得到微波介质陶瓷。

本实施例制备得到的微波介质陶瓷的性能参数见表1。

对比例1

一种微波介质陶瓷：

该微波介质陶瓷以传统的mgtio3·catio3为陶瓷主料，还包括改性剂和粘结剂。该微波介质陶瓷按质量百分比计包括如下组分：mgo30％，cao3％，tio265％以及改性剂2％。其中，改性剂为第一改性剂，第二改性剂和第三改性剂的组合。第一改性剂为sio2和mno2，其占微波介质陶瓷的质量百分比分别为0.5％和0.5％；第二改性剂为zro2，其占微波介质陶瓷的质量百分比分别为0.5％；第三改性剂为nd2o3，其占微波介质陶瓷的质量百分比分别为0.5％。

本实施例的微波介质陶瓷的制备方法，包括如下步骤：

a：称量陶瓷主料mgo30kg、cao3kg以及tio265kg，称量第一改性剂sio20.5kg和mno20.5kg，第二改性剂zro20.5kg，第三改性剂nd2o30.5kg。

b：将步骤a称量得到的陶瓷主料mgo、cao、tio2、第一改性剂sio2和mno2、第二改性剂zro2以及第三改性剂nd2o3混合，湿法球磨5h，之后在105℃烘干，再过80目筛，然后放入刚玉坩埚中1100℃温度下煅烧4h，得到煅烧后粉体；

c：加入粘结剂到步骤b得到的煅烧后的粉体中混合并球磨处理，得到混合浆料，将该混合浆料进行喷雾造粒，得到平均粒径为100μm的造粒粉体；

d：将步骤c得到的造粒粉体压制成型，得到密度为2.4g/cm³，直径为15.56mm，高度为9mm的圆柱型坯体；

e：将步骤d得到的圆柱型坯体在1340℃温度下烧结2h得到微波介质陶瓷。

本对比例制备得到的微波介质陶瓷的性能参数见表1。

对比例2

本对比例提供的微波介质陶瓷与实施例1的区别在于，mgo的质量百分比为12％，cao的质量百分比为10％，tio2的质量百分比为70％，al2o3的质量百分比为7％，其余参数和制备方法均与实施例1相同，本对比例制备得到的微波介质陶瓷的性能参数见表1。

对比例3

本对比例提供的微波介质陶瓷与实施例1的区别在于，不添加cao，mgo的质量百分比为35％，tio2的质量百分比为40％，al2o3的质量百分比为24％，其余参数和制备方法均与实施例1相同，本对比例制备得到的微波介质陶瓷的性能参数见表1。

对比例4

本对比例提供的微波介质陶瓷与实施例1的区别在于，mgo的质量百分比为10％，cao的质量百分比为5％，tio2的质量百分比为80％，al2o3的质量百分比为4％，其余参数和制备方法均与实施例1相同，本对比例制备得到的微波介质陶瓷的性能参数见表1。

实验例

利用微波网络分析仪对实施例1-5以及对比例1-4得到的微波介质陶瓷材料进行微波介电性能的测试和热震性能的测试，结果如表1所示。

从表1中可以看出本发明实施例1-5的微波介质陶瓷材料的相对介电常数εr为19-21，品质因数q×f为50000-60000ghz，谐振频率温度系数τf为-2-8ppm/℃，热震温差为90-95℃，相比于对比例1-4的微波介质陶瓷，实施例的微波介质陶瓷材料介电常数适中，品质因数q×f较高，谐振频率温度系数τf在10ppm/℃以内，其抗热震性能也较高，适合广泛应用。

表1

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。