[發明專利]超低溫燒結溫度穩定型微波介質陶瓷及其制備方法

有效

• 申請號: 201210080965.7
• 申請日: 2012-03-22
• 公開（公告）號: CN102603282A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 周煥福;劉曉斌;陳秀麗;方亮;王瑋;王成
• 申請（專利權）人: 桂林理工大學
• 主分類號: C04B35/447
• 分類號: C04B35/447;C04B35/46;C04B35/622;H01B3/12
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技術領域

本發明屬于電子陶瓷及其制造領域，涉及一種超低溫燒結溫度穩定型微波介質陶瓷材料及制備方法。

背景技術

微波介質陶瓷是指應用于微波頻段(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，是近30幾年來迅速發展起來的一類新型功能陶瓷，其不僅可以作為微波電路中的絕緣基片材料，也是制造微波介質濾波器和諧振器的關鍵材料。具有高介電常數、低介電損耗、近零諧振頻率溫度系數的微波介質陶瓷可用于制造介質天線、穩頻振蕩器和片式電容器等微波元器件而廣泛應用于通信、雷達、導航、電子對抗、制導、全球衛星定位系統(GPS)等領域，成為現代通信技術的關鍵基礎材料。

根據介電性能的不同，微波介質陶瓷一般可以分為兩類，一類是低介電常數和高品質因子材料，如Al₂O₃，Zn₂SiO₄和Mg₄Ta₂O₉等；另一類是高介電常數和中等品質因子材料，如TiO₂，BaO-Nd₂O₃-TiO₂和BaO-TiO₂-Nb₂O₅等。但是這些材料大都需要高的致密化溫度(≥1300℃)，從而造成了能源的巨大浪費。因此，開發出低燒結溫度、低成本且具有優異微波介電性能的微波介質陶瓷越來越受到人們的廣泛關注。

發明內容

本發明的目的是提供一種低成本、性能優異超低溫燒結溫度穩定型的微波介質陶瓷材料及制備方法。

本發明涉及的微波介質陶瓷材料的化學組成式為：(1-x)Li₃Bi₂P₃O₁₂+_xTiO₂；其中，0≤x≤0.6。

微波介質陶瓷材料的制備方法具體步驟為：

(1)將純度≥99％的Li₂CO₃、Bi₂O₃和(NH₄)₃PO₄·3H₂O按摩爾比Li₂CO₃∶Bi₂O₃∶(NH₄)₃PO₄·3H₂O＝1.5∶1∶3，配制成主粉體；

(2)將步驟(1)配制好的主粉體混合均勻，按照主粉體與酒精的質量比為1∶1向主粉體中加入酒精，采用濕磨法混合4～8小時，磨細后在120～140℃下烘干，以60～120目的篩網過篩，過篩后壓制成塊狀，然后以2～5℃/min的升溫速率將壓制的塊狀原料由室溫升至600～650℃并在此溫度下保溫4～8小時，制成燒塊；

(3)將步驟(2)制成的燒塊粉碎得Li₃Bi₂P₃O₁₂粉體，再按(1-x)Li₃Bi₂P₃O₁₂+xTiO₂(0≤x≤0.6)配比加入或不加入TiO₂得粉料，按照粉料與酒精的質量比為1∶1向粉料中加入酒精，放入尼龍罐中球磨4～8小時后取出，放入烘爐內在120～140℃下烘干，造粒后壓制成直徑為10～14mm厚度為5～7mm的小圓柱，于550～600℃排膠4～8小時，隨爐冷卻后得到瓷料，再將瓷料在725～760℃下燒結2小時左右即可得到微波介質陶瓷材料。

本發明制備的微波介質陶瓷，其燒結溫度低(＜800℃)，微波性能優異：介電常數(ε_r)適中，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。

具體實施方式

實施例1：