本发明涉及电子信息功能材料及器件，特别是涉及一种5g波导滤波器用微波介质材料及其制备方法、应用。
背景技术：
1、目前，5g滤波器陶瓷材料的脆性是制约其发展的主要因素之一，因此增韧成为5g滤波器陶瓷材料研究领域的核心问题。随着5g网络的快速部署，5g大规模天线(massivemimo)技术使得天线的数量倍数增长，通道数达到64个甚至128个，而每个天线都需要配备相应的介质波导滤波器和双工器，并由相应的滤波器进行信号频率的选择和处理，因此对于滤波器的需求量大量增加；同时，5g通信把远端射频单元(rru)和天线集成为主动天线单元(aau)，基站的高度集成化和小型化发展对于滤波器的尺寸和发热性能有更高的要求。5g通信对滤波器的小型化、轻量化、低成本、高性能的需求明显，但目前4g通信采用的金属腔体滤波器体积大，重量大，发热多，且价格较贵，难以在高集成化天线中广泛使用。目前，常用的5g滤波器陶瓷材料介电常数εr在18～23之间的高品质因数，中低介电常数材料以复合钙钛矿体系mgtio3为代表，这类瓷料的缺点是太脆，韧性低，在热震和1000h温循测试后，陶瓷瓷体特别是盲孔位置容易开裂，这是全行业的痛点问题。
技术实现思路
1、基于此，有必要针对现有瓷料太脆，韧性低，在热震和1000h温循测试后，陶瓷瓷体特别是盲孔位置容易开裂的技术问题，提供一种5g波导滤波器用微波介质材料及其制备方法、应用。
2、本发明提出一种5g波导滤波器用微波介质材料，其化学式为：
3、(1+x)(mg1-y，zny)(ti1-z，zrz)o3+xsrtio3+awt％al2o3+bwt％sio2+cwt％mo，
4、其中：x＝0.03-0.08，y＝0.01-0.15，z＝0.01-0.1，a＝0.1-3.5，b＝0.1-3.5，c＝0.1-3.5；
5、其中，mo为添加剂，包括y2o3、nio、cuo、la2o3、sm2o3、nd2o3、mno2和碳纳米管。
6、在本发明的一较实施例中，所述(1+x)(mg1-y，zny)(ti1-z，zrz)o3+xsrtio3的原料为mgo、srco3、tio2、zno、zro2；
7、在本发明的一较佳实施例中，x＝0.04-0.07，y＝0.01-0.11，z＝0.02-0.08。
8、在本发明的一较佳实施例中，x＝0.05-0.065，y＝0.03-0.08，z＝0.03-0.07。
9、在本发明的一较佳实施例中，a＝0.2-1.8，b＝0.2-1.8，c＝0.2-1.8。
10、在本发明的一较佳实施例中，a＝0.3-1.7，b＝0.3-1.7，c＝0.3-1.7。
11、在本发明的一较佳实施例中，添加剂mo中每种材料的添加量为0.1-1.5wt％，优选0.2-1.0wt％，而碳纳米管至少添加0.05wt％以上。
12、在本发明的一较佳实施例中，所述微波介质材料介电常数为18.0-23.0，qf值为60000ghz-10000ghz，谐振频率温度系数为0-±5ppm/℃。
13、本发明还提出一种前述的5g波导滤波器用微波介质材料的制备方法，包括以下步骤：
14、s1、
15、将原料按照化学式为(1-x)(mg1-y,zny)(ti1-z,zrz)o3+xsrtio3+awt％al2o3+bwt％sio2+cwt％mo进行配料，
16、其中：x＝0.03-0.08，y＝0.01-0.15，z＝0.01-0.1，a＝0.1-3.5，b＝0.1-3.5，c＝0.1-3.5；mo包括y2o3、nio、cuo、la2o3、sm2o3、nd2o3、mno2和碳纳米管；
17、s2、将原料进行湿法球磨混合，得到浆料a；
18、s3、将浆料a进行造粒，得到造粒料；
19、s4、将造粒料进行高温预烧，得到粉料；
20、s5、将粉料进行湿法球磨，得到浆料b；再将浆料b进行砂磨，得到浆料c；
21、s6、将浆料c与粘合剂、助剂混合后进行造粒，压片制成生坯，生坯烧结，即得5g波导滤波器用微波介质材料。
22、在本发明的一较佳实施例中，步骤s2中的湿法球磨包括以下步骤：先将原料、球磨介、去离子水按照1∶2.5∶2.0的质量比置于球磨机中进行湿法球磨5-8h；再置于砂磨机中进行湿法球磨5-8h。
23、在本发明的一较佳实施例中，步骤s3中的造粒为喷雾干燥造粒，进口温度为210℃-265℃，出口温度为95℃-115℃，雾化盘转速为6500-8500r；优选地，进口温度为225℃-255℃；更优选地，进口温度为235℃-245℃。
24、在本发明的一较佳实施例中，步骤s4中的高温预烧温度为1150℃-1250℃，预烧时间为3-4h；优选地，高温预烧温度为1165℃-1225℃；优选地，高温预烧温度为1175℃-1205℃。
25、在本发明的一较佳实施例中，步骤s5中的湿法球磨时间为5-8h，砂磨时间为5-8h。
26、在本发明的一较佳实施例中，步骤s6中，将浆料c与万分之3-5的消泡剂、千分之3-5的表面活性剂、千分之3-5的脱模剂、千分之3-5的丙三醇以及聚乙烯醇与聚乙二醇粘合剂胶水混合均匀后进行喷雾造粒，得到平均粒径为85-125μm的粉料，其中：胶含量是干料重量的3％-5％，喷雾造粒进口温度为210℃-265℃，出口温度为95-115℃，雾化盘转速为6500-8500r，优选地，进口温度为225℃-255℃，更优选地，进口温度为235℃-245℃；
27、和/或，压片密度为2.2-2.45g/cm3，生坯直径为15mm、厚度为11-13mm；所述烧结条件为：排胶温区为200℃-500℃，升温时间为3h；其他温段升温时间按照每小时200-300℃；高温烧结温区为1250℃～1350℃，烧结时间为3-4h，然后随炉温降温，成瓷密度3.7-3.9g/cm33。
28、本发明还提出一种如上述的5g波导滤波器用微波介质材料在5g通信基站用滤波器、谐振器或双工器以及卫星导航天线中的应用。
29、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
30、1.本发明5g陶瓷滤波器材料通过复合添加添加zno、zro2、y2o3、al2o3、sio2、nio、cuo、la2o3、sm2o3、nd2o3、nb2o5、mno2、碳纳米管等增韧剂和改性添加剂，实现了微波介质材料的增韧和良好的微波性能完美统一，解决了目前国内外同类微波介质材料及5g波导滤波器器件因为陶瓷太脆的原因而导致在热震和1000h温循测试后陶瓷瓷体特别是盲孔位置容易开裂的行业痛点，可以提高断裂韧性3-5倍，其抗弯强度达到850mpa，断裂韧性达到10-11.5mpa·m1/2，满足5g通信系统用5g波导滤波器的综合性能要求。
31、2.本发明基于中温固相法，制备方法简单，生产成本较低，能够得到一种高韧性的微波性能良好的中低介电常数的5g微波介质陶瓷材料；本发明方法制得的微波介质陶瓷材料介电常数为18.0-23.0，高品质因数qf为60000ghz～10000ghz，谐振频率温度系数范围为0-±5ppm/℃，具有低介电常数和高品质因数，属于中低介电陶瓷体系。
32、3.本发明微波介质材料的原料全部采用电子级原材料，通过对球磨、砂磨粒度的精细控制，以及适当的一次预烧温度工艺，实现了该材料的工业规模化生产。