[發(fā)明專利]Li2O-ZnO-TiO2微波介質(zhì)陶瓷材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010253416.6
• 申請(qǐng)日: 2010-08-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101913858A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周煥福;陳秀麗;方亮;褚冬進(jìn);劉曉斌;王一良
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 桂林理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C04B35/462
• 分類號(hào): C04B35/462;C04B35/622
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電子陶瓷及其制造領(lǐng)域，涉及一種微波介質(zhì)陶瓷材料及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，電子整機(jī)在小型化、便攜式、多功能、數(shù)字化及高可靠性、高性能方面的需求，進(jìn)一步推動(dòng)了電子元件日益向微型化、集成化和高頻化的方向發(fā)展。低溫共燒陶瓷(low-temperature?cofired?ceramics，LTCC)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)這一要求的主要途徑之一。LTCC技術(shù)的應(yīng)用都要求微波介質(zhì)陶瓷材料能與高電導(dǎo)率的金屬電極Cu、Ag共燒。因此，降低材料的燒結(jié)溫度、使其能夠與Ag或Cu共燒是目前微波介質(zhì)陶瓷研究的主要方向。

人們采用了多種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)微波介質(zhì)陶瓷材料的低溫?zé)Y(jié)，其中最常用的方法就是將低熔點(diǎn)氧化物或玻璃相等燒結(jié)助劑加入到瓷粉中，通過(guò)液相燒結(jié)來(lái)降低陶瓷的燒結(jié)溫度。但是這種方法降低燒結(jié)溫度的程度有限(不容易獲得燒結(jié)溫度低于900℃的介質(zhì)陶瓷)，而且高摻雜量的燒結(jié)助劑會(huì)不同程度地惡化材料的微波介電性能。另外一種方法就是采用超細(xì)粉體作初始原料，但是超細(xì)粉體的制備工藝復(fù)雜，對(duì)絕大多數(shù)材料而言，燒結(jié)溫度降低的程度有限，很難滿足實(shí)際的需要。因此開(kāi)發(fā)固有燒結(jié)溫度低(≤1100℃)、性能優(yōu)異的材料體系便成為微波介質(zhì)陶瓷發(fā)展的必然趨勢(shì)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種具有低損耗、高介電常數(shù)，并且可在1100℃以下燒結(jié)的Li₂O-ZnO-TiO₂微波介質(zhì)陶瓷材料及其制備方法。

Li₂O-ZnO-TiO₂微波介質(zhì)陶瓷材料，由Li₂Zn₃Ti₄O₁₂相和TiO₂兩相組成。

所述的Li₂O-ZnO-TiO₂微波介質(zhì)陶瓷材料的制備方法具體步驟為：

1)將純度≥99％的Li₂CO₃、ZnO和TiO₂按摩爾比Li₂CO₃∶ZnO∶TiO₂＝1∶3∶4配制成主粉體；

2)然后將配制好的主粉體混合均勻，按照主粉體與分析純酒精的重量比為1∶1向主粉體中加入分析純酒精，采用濕磨法混合4～8小時(shí)，取出后在120～140℃下烘干，以80目的篩網(wǎng)過(guò)篩，過(guò)篩后壓制成塊狀，然后以5℃/min的升溫速率將壓制的塊狀主粉體由室溫升至850℃～950℃并在此溫度下保溫2～6h，制成燒塊，即合成Li₂Zn₃Ti₄O₁₂主晶相；

3)將燒塊粉碎，按(1-x)Li₂Zn₃Ti₄O₁₂-xTiO₂加入TiO₂，其中0≤x＜1；按照粉體與分析純酒精的重量比為1∶1加入分析純酒精，放入尼龍罐中球磨4～8小時(shí)，取出在120℃～140℃溫度下烘干，經(jīng)造粒后壓制成小圓柱，直徑為12mm，厚度為6mm，在500℃～600℃條件下排膠4-6小時(shí)，隨爐冷卻，然后在1050℃～1100℃下燒結(jié)2小時(shí)～4小時(shí)。

本發(fā)明制備的微波介質(zhì)陶瓷，其燒結(jié)溫度低(約1100℃)，微波性能優(yōu)異：介電常數(shù)(ε_r)大，Q×f值高以及τ_f近零；可用于諧振器、微波天線、濾波器等微波器件的制造。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：

1)首先將Li₂CO₃、ZnO和TiO₂按摩爾比Li₂CO₃∶ZnO∶TiO₂＝1∶3∶4配制成主粉體；

2)然后將配制好的主粉體混合均勻，按照主粉體與分析純酒精的質(zhì)量比為1∶1向主粉體中加入分析純酒精，采用濕磨法混合4小時(shí)，磨細(xì)后在120℃下烘干，以80目的篩網(wǎng)過(guò)篩，過(guò)篩后壓制成塊狀，然后以5℃/min的升溫速率將壓制的塊狀原料由室溫升至850℃并在此溫度下保溫4h，制成燒塊；