[發明專利]一種鈮鎂鈦酸鉍陶瓷材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201210224722.6
• 申請日: 2012-07-02
• 公開（公告）號: CN102850048A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 董思遠;樊小健;王曉莉;孫瑞婷
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: C04B35/453
• 分類號: C04B35/453;C04B35/475;C04B35/622
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

技術領域

本發明屬于低溫燒結陶瓷技術領域，涉及高頻熱補償電容器瓷和高頻熱穩定電容器瓷材料，特別涉及一種鈮鎂鈦酸鉍陶瓷材料及其制備方法。

背景技術

隨著電子技術迅速發展和廣泛應用，特別是大規模集成電路的推廣和應用以及表面組裝技術（SMT）的發展，對電子元件提出了大容量、小體積、長壽命、高可靠性的要求。這同時也對電子材料提出了性能上的新的要求。

陶瓷電介質材料作為功能電子材料的重要組成部分，被廣泛應用于各種元器件中，如電容器、諧振器、濾波器、電路基片、集成電路等。而作為電容器介質，低的燒結溫度特別適合于在制備過程中要經歷高溫過程的產品，如低溫共燒陶瓷（LTCC）、多層陶瓷電容器（MLCC）、集成電路等。

現在使用的高頻電介質陶瓷材料（I型瓷料）的體系有MeO-TiO₂(Me=Ba,Sr，Mg)、BaO-SrO-ZrO₂、Re₂O₃-TiO₂(Re為稀土元素)等。它們燒結溫度都在1100℃以上，介電常數在10～90之間。

焦綠石結構鉍基陶瓷電介質材料一直是高頻電介質陶瓷材料中的研究熱點,以其低的燒結溫度、容易形成致密的陶瓷和優良的介電性能等優點受到了關注，并被廣泛和深入地進行了研究。

發明內容

本發明解決的問題在于提供一種鈮鎂鈦酸鉍陶瓷材料及其制備方法，該陶瓷材料是一種高介電常數、低介電損耗、低燒結溫度和寬成瓷溫度范圍的新型陶瓷電介質材料。

本發明是通過以下技術方案來實現：

一種鈮鎂鈦酸鉍陶瓷材料，由鉍、鈮、鎂、鈦的含氧化物燒結而成，為焦綠石結構或氟鋁鎂鈉石結構，其中以質量百分比計，鉍：（鈮+鎂+鈦）=(70～72):(30~28)

所述的鈮鎂鈦酸鉍陶瓷材料的化學組成表述為Bi₂O₃-MgO-Nb₂O₅-TiO₂，以質量百分比計，其比例為：Bi₂O₃：MgO：Nb₂O₅：TiO₂=（70～72）：（4～2）：（26～11）：（0～15）。

所述的鈮鎂鈦酸鉍陶瓷材料，當質量百分比在70Bi₂O₃：4MgO：26Nb₂O₅與70Bi₂O₃：3MgO：22Nb₂O₅：5TiO₂之間時為焦綠石結構，當質量百分比在70Bi₂O₃：3MgO：22Nb₂O₅：5TiO₂與71Bi₂O₃：3MgO：16Nb₂O₅：10TiO₂時為氟鋁鎂鈉石結構，當質量百分比在71Bi₂O₃：3MgO：16Nb₂O₅：10TiO₂與72Bi₂O₃：2MgO：11Nb₂O5：15TiO₂時為焦綠石結構。

所述的鉍、鈮、鎂、鈦的含氧化物分別為Bi₂O₃、Nb₂O₅、MgCO₃·Mg(OH)₂·5H₂O和TiO₂。

所述的燒結為先在750～850℃預燒結2～4h，然后再在850～950℃燒結2～4h。

一種鈮鎂鈦酸鉍陶瓷材料的制備方法，包括以下步驟：

1）按比例稱量鉍、鈮、鎂、鈦的含氧化物，球磨后充分混合，烘干；

2）將烘干后的混合粉料于750～850℃保溫2～4h進行預合成；

3）將預合成的粉料球磨粉碎，造粒，壓制成型；

4）將成型后的粉料排粘后于850～950℃保溫為2～4h進行燒結，隨爐冷卻后得到鈮鎂鈦酸鉍陶瓷材料。

所述的鈮鎂鈦酸鉍陶瓷材料的制備方法，包括以下步驟：