用于微波應(yīng)用的增強Q高介電常數(shù)材料。在一些實施方式中，合成物可包括具有式Ba4+xSm(2/3)(14?x+0.5y)Ti18?yAlyO54的材料，其中量y在范圍0<y<2內(nèi)，且量x在范圍0<x<2?y內(nèi)。在等于或小于1GHz的頻率(f)下，這樣的材料可具有大于60的介電常數(shù)值和大于10,000的Qf值。在一些實施方式中，具有這樣的性質(zhì)的材料可被實施為陶瓷裝置，且可被用作介電微波共振器。這樣的微波共振器可被用作，例如，窄帶射頻(RF)濾波器。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】相關(guān)申請的交叉引用本申請要求于2013年12月5日提交的題為ENHANCED Q HIGH介電CONSTANT MATERIAL FOR MICROWAVE APPLICATIONS的美國臨時申請No.61/912,463的優(yōu)先權(quán)，將其公開內(nèi)容特此全部明確地引入本文供參考。背景
本公開內(nèi)容總體上涉及用于微波應(yīng)用的高介電常數(shù)材料。
技術(shù)介紹
在一些射頻(RF)應(yīng)用例如微波應(yīng)用中，常常使用陶瓷材料作為例如介電共振器(介質(zhì)諧振器，介電共振器)。這樣的介電共振器可在例如窄帶濾波器(filter)的裝置(器件，device)中實施。
技術(shù)實現(xiàn)思路
在一些實施方案中，本公開內(nèi)容涉及包括具有式Ba4+xSm(2/3)(14-x+0.5y)Ti18-yAlyO54的材料的合成物(組成，composition)，其中量y在范圍0<y<2內(nèi)，且量x在范圍0<x<2-y內(nèi)。在一些實施方式中，量x可在范圍0<x<1-0.5y內(nèi)，其對應(yīng)于在0％-50％范圍內(nèi)的鋇含量。在一些實施方式中，量y可為約0.5且量x可在約0.01-約1.0的范圍內(nèi)。在一些實施方式中，量y可為約1.0且量x可在約0.01-約0.5的范圍內(nèi)。在一些實施方式中，量y可為約1.4且量x可在約0.01-約0.3的范圍內(nèi)。在一些實施方式中，Sm的至少一些可被包括如下的另外的鑭系元素取代(替換)：La、Ce、Pr、Nd或者Gd。在一些實施方式中，所述另外的鑭系元素例如La或者Nd可取代至多約50原子％的Sm。在一些實施方式中，Ba的至少一些可被Sr取代。Sr可取代至多約30原子％的Ba。在一些實施方式中，所述合成物可進一步包括次要添加劑(微量添加劑，minor additive)，所述次要添加劑包括氧化錳、碳酸錳、氧化鈰、氧化銅、氧化鍺、二氧化硅或者氧化鎵。所述次要添加劑可占小于約2重量％。所述次要添加劑可為氧化鈰或者氧化錳；且這樣的次要添加劑可占小于0.5重量％。在一些實施方式中，具有前述特征的一個或多個的合成物可進一步包括高Q第二相材料。所述高Q第二相材料可包括TiO2、BaTi4O9或者Ba2Ti9O20。根據(jù)許多實施方案，本公開內(nèi)容涉及具有構(gòu)造為微波共振器的陶瓷裝置的介電共振器。所述陶瓷裝置包括具有式Ba4+xSm(2/3)(14-x+0.5y)Ti18-yAlyO54的材料，其中量y在范圍0<y<2內(nèi)，且量x在范圍0<x<2-y內(nèi)。在一些實施方式中，對于小于或等于1GHz的頻率，所述材料可具有大于60的介電常數(shù)值。這樣的介電常數(shù)值可在大于或等于700MHz且小于或等于1GHz的頻率范圍內(nèi)。在一些實施方式中，所述材料可具有大于10,000的Qf值，其中量Q為品質(zhì)因數(shù)，且量f為以GHz表示的頻率。根據(jù)一些教導，本公開內(nèi)容涉及具有如下的窄帶射頻(RF)濾波器：輸入端口和輸出端口，以及在所述輸入端口和所述輸出端口之間實施的一個或多個介電共振器。所述一個或多個介電共振器各自包括陶瓷裝置。所述陶瓷裝置包括具有式Ba4+xSm(2/3)(14-x+0.5y)Ti18-yAlyO54的材料，其中量y在范圍0<y<2內(nèi)，且量x在范圍0<x<2-y內(nèi)。在許多實施方案中，本公開內(nèi)容涉及用于制作具有在多個八面體位置中的鈦(Ti)的鎢青銅材料的方法。所述方法包括用鋁(Al)取代在八面體位置中的鈦(Ti)的至少一些以產(chǎn)生在等于或者小于1GHz的頻率(f)下大于60的介電常數(shù)值和大于10,000的Qf值。所述方法進一步包括調(diào)節(jié)A1和A2位置的含量以補償由鋁取代鈦引起的電荷不平衡。在一些實施方式中，所述鎢青銅材料可由式[A2]4[A1]10Ti18-yAlyO54表示。在一些實施方式中，基本上全部的A2位置可被鋇(Ba)占據(jù)且A1位置的至少一些可被釤(Sm)占據(jù)，使得所述調(diào)節(jié)包括將x個式單位的Ba和(2/3)x個式單位的Sm添加至所述A1位置。在一些實施方式中，所述方法可進一步包括將釤的至少一些用另外的鑭系元素(Ln)取代以產(chǎn)生負得較少的共振頻率溫度系數(shù)(τf)。為了總結(jié)公開內(nèi)容的目的，在本文中已經(jīng)描述了本專利技術(shù)的某些方面、優(yōu)點和新的特征。應(yīng)理解根據(jù)本專利技術(shù)的任何具體實施方式可不必實現(xiàn)全部這樣的優(yōu)點。因此，本專利技術(shù)可以這樣的方式實施或者進行：其實現(xiàn)或者優(yōu)化如本文中教導的一個優(yōu)點或者一組優(yōu)點而不必實現(xiàn)如可在本文中教導或者暗示的其它優(yōu)點。附圖說明圖1顯示在一些實施方式中，陶瓷裝置例如圓盤(puck)可包括具有一個或多個如本文中描述的特征的材料。圖2顯示在一些實施方式中，具有一個或多個如本文中描述的特征的陶瓷圓盤可包括尺寸定為容許，例如，該陶瓷圓盤在用作微波共振器時的調(diào)諧的中心孔(aperture)。圖3顯示可調(diào)諧的微波共振器構(gòu)造的實例。圖4顯示具有多個布置在射頻(RF)端口之間的空腔的空腔濾波器的實例。圖5顯示可利用一個或多個圖4的濾波器裝置的RF系統(tǒng)的實例。圖6顯示可實施以制作具有一個或多個如本文中描述的特征的陶瓷材料的工藝。圖7顯示可實施以由如本文中描述那樣制備的粉末材料壓制形成成形物體的工藝。圖8顯示與圖7的工藝有關(guān)的實例工作臺。圖9顯示可實施以燒結(jié)具有一個或多個如本文中描述的特征的所形成物體的工藝。圖10顯示與圖9的工藝有關(guān)的實例工作臺。具體實施方式本文中提供的標題(如果有的話)僅僅是為了方便且未必影響所要求保護的專利技術(shù)的范圍或者含義。公開了可包括具有相對高介電常數(shù)值和增強Q值的材料的合成物。在本文中非常詳細地描述了這樣的材料的實例。在本文中還描述了可如何制造這樣的材料的實例。在本文中還描述了其中可利用這樣的材料的裝置和應(yīng)用的實例。在一些射頻(RF)應(yīng)用例如微波應(yīng)用(例如，低頻(700MHz-1GHz)應(yīng)用)中，具有大于60的介電常數(shù)且具有想要的或者優(yōu)化的品質(zhì)因數(shù)Q的材料可為合意的。例如，在前述頻率范圍(700MHz-1GHz范圍)內(nèi)大于10,000的Qf(Q和頻率f的乘積)值可為合意的。進一步地，這樣的材料優(yōu)選地具有接近零的共振頻率溫度系數(shù)。常規(guī)的高介電常數(shù)材料典型地不具有足夠的Q和/或要求昂貴的原材料例如Ga或者Ge。公開了可滿足想要的Q規(guī)范或者要求而在它們各自的組成中沒有昂貴的原材料的材料的多種實例。還公開了這樣的材料可如何在低頻微波應(yīng)用中實施的實例。雖然在這樣的低頻情況下進行描述，但將理解本公開內(nèi)容的一個或多個特征也可在其它RF應(yīng)用中實施。介電材料和相關(guān)方法的多種實例描述于美國專利No.8,318,623中，將其全部明確地引入供參考且認為是本申請說明書的一部分。具有斜方鎢青銅結(jié)構(gòu)的一些化合物可由以下通式表示Ba6-3xLn8+2xTi18O54， (1)其中Ln可為鑭系元素例如鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、釤(Sm)或者釓(Gd)。由于它們高的介電常數(shù)(例如，60-100)和它們被調(diào)至接近零的共振頻率溫度系數(shù)的能力，可對于微波介電應(yīng)用實施這樣的結(jié)構(gòu)。在一些應(yīng)用中，另外合意的是將用于微波應(yīng)用的介電材料的介電損耗角正切(tanδ)最小化或降低或者將品質(zhì)因數(shù)Q(介電損耗角正切的倒數(shù)，1/tanδ)最大化或提高，因為對于濾波器應(yīng)用，這樣的性質(zhì)典型地產(chǎn)生較尖銳的共振本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
合成物，其包括具有式Ba4+xSm(2/3)(14?x+0.5y)Ti18?yAlyO54的材料，量y在范圍0<y<2內(nèi)，量x在范圍0<x<2?y內(nèi)。
【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】2013.12.05 US 61/912,4631.合成物，其包括具有式Ba4+xSm(2/3)(14-x+0.5y)Ti18-yAlyO54的材料，量y在范圍0<y<2內(nèi)，量x在范圍0<x<2-y內(nèi)。2.權(quán)利要求1的合成物，其中所述量x在范圍0<x<1-0.5y內(nèi)，其對應(yīng)于在0％-50％范圍內(nèi)的鋇含量。3.權(quán)利要求1的合成物，其中所述量y為約0.5且所述量x在約0.01-約1.0的范圍內(nèi)。4.權(quán)利要求1的合成物，其中所述量y為約1.0且所述量x在約0.01-約0.5的范圍內(nèi)。5.權(quán)利要求1的合成物，其中所述量y為約1.4且所述量x在約0.01-約0.3的范圍內(nèi)。6.權(quán)利要求1的合成物，其中Sm的至少一些被另外的鑭系元素取代。7.權(quán)利要求6的合成物，其中所述另外的鑭系元素包括La、Ce、Pr、Nd或者Gd。8.權(quán)利要求6的合成物，其中所述另外的鑭系元素取代至多約50原子％的Sm。9.權(quán)利要求8的合成物，其中所述另外的鑭系元素為La或者Nd。10.權(quán)利要求1的合成物，其中Ba的至少一些被Sr取代。11.權(quán)利要求10的合成物，其中Sr取代至多約30原子％的Ba。12.權(quán)利要求1的合成物，進一步包括次要添加劑，該次要添加劑包括氧化錳、碳酸錳、氧化鈰、氧化銅、氧化鍺、二氧化硅或者氧化鎵。13.權(quán)利要求12的合成物，其中所述次要添加劑占小于約2重量％。14.權(quán)利要求13的合成物，其中所述次要添加劑為氧化鈰或者氧化錳。15.權(quán)利要求14的合成物，其中所述次要添加劑占小于0.5重量％。16.前述權(quán)利要求任一項的合成物，進一步包括高Q第二相材料。17.權(quán)利要求16的合成物，其中所述高Q第二相材料包括TiO2、BaTi4O9或者Ba2Ti9O20。18.介電共振器，包...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：MD希爾，
申請(專利權(quán))人：天工方案公司，
類型：發(fā)明
國別省市：美國;US
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