[發明專利]一種低溫燒結微波介質陶瓷材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201010160970.X
• 申請日: 2010-04-30
• 公開（公告）號: CN101811869A
• 公開（公告）日: 2010-08-25
• 發明（設計）人: 周東祥;胡云香;傅邱云;龔樹萍;鄭志平;劉歡;張毓敏
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: C04B35/495
• 分類號: C04B35/495;C04B35/622
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 曹葆青

技術領域

本發明屬于電子材料與器件技術領域，具體涉及一種微波介質陶瓷材料及其制備方法。

背景技術

進入二十世紀八十年代以來，以微波應用為代表的雷達及通訊技術的發展十分迅猛，尤其是在信息化浪潮席卷全球的今天，移動通訊如車載電話、個人便攜式移動電話、衛星直播電視等正在迅猛增長，而且移動通訊設備和便攜式終端正趨向小型、輕量、薄型、高頻、低功耗、多功能、高性能發展。這一方面為微波介質陶瓷的發展提供了廣闊的前景；另一方面也對以微波介質陶瓷材料為基礎的微波電路元器件提出了更高的要求，顯然以降低生產成本、減少能耗、能夠滿足與高導電率的金屬電極材料(如銀、銅、鎳等)共燒的低溫燒結微波介質陶瓷的研究和開發是今后發展的方向(舒新興，饒平根，陳大博.低溫燒結微波介質陶瓷的研究現狀及展望.中國陶瓷，2005，41(1)，43～45)。

BaO-TiO₂-Nb₂O₅作為一個有發展潛力的高頻微波介電陶瓷材料體系引起人們注意的時間并不長。20世紀八十年代，BaO-TiO₂-Nb₂O₅體系被詳細研究，Kolar等人證實了3個組成比例為1∶1∶3，1∶1∶4或1∶1∶5時能同時獲得高介電常數和高Q值。在此后的近十年間，對于該體系材料的介電特性少有人涉足。直至1997年，Roberts和Cava研制出了八種不同組成的BaO-TiO₂-Nb₂O₅體系，其中BaTiNb₄O₁₃，BaTi₃Nb₄O₁₇和Ba₃Ti₅Nb₆O₂₈因性能優異而被認為適用做微波電介質諧振器材料。之后，該體系的另一個組成Ba₂Ti₃Nb₄O₁₈被發現，并且其具有非常優異的介電性能：ε_r＝38.1，Qf＝14227GHz，andτ_f＝-11ppm/℃。(童盛，凌志遠，郭棟，胡星.高頻電介質新材料Ba₂Ti₃Nb₄O₁₈陶瓷.電子元件與材料，2007，Vol.26，No.7)

發明內容

本發明的目的在于提供一種低溫燒結微波介質陶瓷材料，該材料具有高介電常數和低介電損耗的優異性能；本發明的另一個目的是提供上述低溫燒結微波陶瓷的制備方法，該方法可以降低燒結溫度，工藝簡單，成本低廉。

本發明提供的一種低溫燒結微波介質陶瓷材料，其名義組成為Ba₂Ti₃Nb₄O₁₈，其特征在于：該材料是在Ba₂Ti₃Nb₄O₁₈中添加CuO，以及H₃BO₃和B₂O₃中的任一種得到，其中，CuO的質量百分比含量為0.5～2％，H₃BO₃或B₂O₃的質量百分比含量為1.5～4.5％，余量為Ba₂Ti₃Nb₄O₁₈。

上述的低溫燒結微波介質陶瓷材料的制備方法，其特征在于：該制備方法包括以下步驟：

第1步：按照下述過程制備Ba₂Ti₃Nb₄O₁₈粉體：

(1.1)將TiO₂、Nb₂O₅、以及BaCO₃和Ba(OH)₂中的任一種，按Ba₂Ti₃Nb₄O₁₈結構式中比例混合，加入去離子水，球磨，烘干；

(1.2)將上述烘干后的材料放入高溫爐中，從室溫以3～5℃/分鐘升溫至1150℃～1200℃，保溫2小時～4小時；