[發明專利]一種Li2MTi3O8微波介質陶瓷的微波燒結方法

有效

• 申請號: 201110233736.X
• 申請日: 2011-08-16
• 公開（公告）號: CN102390994A
• 公開（公告）日: 2012-03-28
• 發明（設計）人: 覃遠東;褚冬進;常寶成;周軍偉;蔡燕秋
• 申請（專利權）人: 廣西新未來信息產業股份有限公司
• 主分類號: C04B35/462
• 分類號: C04B35/462;C04B35/64
• 代理公司: 廣西南寧公平專利事務所有限責任公司 45104
• 代理人: 王素娥

技術領域

本發明屬于電子陶瓷制造工藝技術領域。具體是一種Li₂MTi₃O₈微波介質陶瓷的微波燒結方法，

背景技術

微波介質陶瓷是近30年來發展起來的應用于微波頻段(主要是UHF、SHF頻段)電路中作為介質材料并完成一種或多種功能的陶瓷，在移動通訊、衛星通信、軍用雷達、全球定位系統、藍牙技術、無線局域網等現代通信中被廣泛用作諧振器、濾波器、介質基片、介質導波回路等元器件，是現代通信技術的關鍵基礎材料。

微波燒結技術是一種新型材料制備技術，其加熱原理是利用在微波電磁場中材料的介質損耗使其整體升溫至一定溫度的快速加熱新技術，和常規電熱燒結相比，微波加熱具有快速、高效、節能以及改善材料組織結構、提高材料性能、環保等一系列優勢。

近年來，微波燒結新技術正迅猛發展，各種不同類型的微波燒結裝置相繼問世，微波爐可達到1800℃的高溫，最高甚至可達到2300℃。用微波爐成功了制備了Al₂O₃、SiO₂、ZnO、Y₂O₃-ZrO₂、TiO₂、超導材料YBCO、電子陶瓷BaTiO₃、PZT壓電陶瓷、生物陶瓷等陶瓷材料，并實現產業化應用。

發明內容

本發明目的在于克服常規電熱燒結的不足，提供一種Li₂MTi₃O₈微波介質陶瓷的微波燒結方法，該方法在加熱過程中，材料內部溫度梯度很小，熱應力也很小，即使在很高的升溫速率情況下，一般也不會造成材料的開裂。而且與傳統的固相燒結相比，降低了燒結溫度、縮短了燒結時間、改善了材料微波介電性能，而且可以控制材料的顯微結構，并且具有瞬時性、無污染性。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下。

1.一種Li₂MTi₃O₈微波介質陶瓷材料，其化學組成為Li₂MTi₃O₈，其中M元素為Zn、Ni、Co、Mg中的一種。

2.一種Li₂MTi₃O₈微波介質陶瓷材料的微波燒結方法，采用微波燒結制備工藝，制備步驟如下：

1)首先將分析純原料Li₂CO₃、Co₂O₃、ZnO、MgO、Ni₂O₃和TiO₂按化學式Li₂MTi₃O₈稱量配制成主粉體；

2)將步驟1)中主粉體濕式球磨混合4～8小時，溶劑為去離子水，烘干后粉料放入燒結缽中，將燒結缽放入微波燒結爐的爐腔內進行預燒40分鐘～150分鐘，預燒溫度800℃～950℃，升溫速率5～15℃/分鐘，保溫時間5分鐘～60分鐘；

3)將步驟2)中預燒粉體粉碎后，添加粘結劑并造粒，再壓制成型，最后將陶瓷生坯放入電阻爐進行排膠，排膠溫度550～650℃，升溫速率1℃～5℃/分鐘，保溫3～8小時，得到排膠后的陶瓷生坯；所述的粘結劑為質量濃度為5％的聚乙烯醇溶液，劑量占預燒粉體總重量的3％～15％；

4)將排膠后的陶瓷生坯放入微波燒結爐的爐腔內進行燒結80分鐘～200分鐘，燒結溫度1000℃～1100℃，保溫時間5分鐘～60分鐘，然后以3～8℃/分鐘降溫至700℃關閉微波源，自然冷卻。即可得到微波燒結Li₂MTi₃O₈微波介質陶瓷材料。

上述的步驟2)中的爐腔的腔壁為氧化物陶瓷或氧化物陶瓷纖維包裹形成的爐腔腔壁。

上述的步驟2)和步驟3)中的測溫裝置均采用的是測溫范圍為385℃～1600℃的紅外測溫儀。

上述的步驟2)中的預燒粉體和步驟3)中的Li₂MTi₃O₈微波介質陶瓷的相組成均為尖晶石結構。

本發明所述的一種Li₂MTi₃O₈微波介質陶瓷的微波燒結方法，該方法具有以下特點：