[發(fā)明專利]具有BA溫度特性的鈦酸鎂系微波介質(zhì)材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210533462.0
• 申請(qǐng)日: 2012-12-11
• 公開（公告）號(hào): CN102964121A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳仁政;楊喻欽;李凱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京元六鴻遠(yuǎn)電子技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): C04B35/465
• 分類號(hào): C04B35/465;C04B35/622;C04B35/63
• 代理公司: 北京匯信合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11335
• 代理人: 夏靜潔

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電子信息材料與元器件技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種具有BA溫度特性的鈦酸鎂系微波介質(zhì)材料及其制備方法。

背景技術(shù)

近年來，移動(dòng)通信、衛(wèi)星通信、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)、藍(lán)牙技術(shù)以及無線局域網(wǎng)(WLA)等現(xiàn)代通信業(yè)都得到了飛速發(fā)展。這種飛速發(fā)展極大的帶動(dòng)了現(xiàn)代通信相關(guān)元器件的需求。對(duì)各類軍用民用整機(jī)的震蕩、耦合、濾波、旁路電路中所需要的微波諧振器、濾波器、振蕩器、移相器、微波電容器以及微波基板等元器件，有著龐大的市場(chǎng)需求。微波陶瓷電容器等微波元器件由于體積小、質(zhì)量輕、性能穩(wěn)定、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，發(fā)展得相當(dāng)迅速，其市場(chǎng)也迅速擴(kuò)大，并且在現(xiàn)代通信工具的微型化、片式化、集成化起著舉足輕重的作用。目前，微波陶瓷電容器已經(jīng)成為了電容器市場(chǎng)的重要組成，全球市場(chǎng)的需求量增長速度近15%。市場(chǎng)需求巨大，產(chǎn)業(yè)化市場(chǎng)前景非常廣闊。

對(duì)于射頻、微波多層陶瓷電容器來說，還要求具備以下性能：高耐壓、大電流、大功率、超高Q值、穩(wěn)定溫度系數(shù)，超低等效串聯(lián)電阻ESR等。MgTiO₃具有優(yōu)異的介電性能并符合BA特性溫度系數(shù)的要求，在13GHz下ε_r=18，Qf＝160000GHz，TCC=100ppm/℃。但是MgTiO₃的燒結(jié)溫度區(qū)間窄，較難合成，而且燒結(jié)過程易生成二鈦酸鎂(MgTi₂O₅)。此外還存在燒結(jié)溫度高（1400℃以上），燒結(jié)耗能大，使用的銀鈀內(nèi)電極成本高昂等缺點(diǎn)，因此在實(shí)際生產(chǎn)使用中，制約了產(chǎn)品的生產(chǎn)條件，不利于產(chǎn)業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。對(duì)于MgTiO₃，作為BA溫度特性的微波電容器瓷質(zhì)，需要保證MgTiO₃的合成過程中，減少二鈦酸鎂的出現(xiàn)，并且拓寬燒結(jié)溫度區(qū)間。同時(shí)降低燒結(jié)溫度以降低生產(chǎn)成本，適應(yīng)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的需要。這也成為本發(fā)明提供的技術(shù)方向。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供具有BA溫度特性的鈦酸鎂系微波介質(zhì)材料及其制備方法，尤其是符合BA溫度特性微波介質(zhì)材料及其制備方法，該材料可以有效改善燒結(jié)區(qū)間并提高品質(zhì)因素，使得陶瓷能夠在較低溫度燒結(jié)下，保持良好介電性能的同時(shí)，擁有符合BA特性的溫度系數(shù)。

為了解決上述問題，本發(fā)明公開了一種具有BA溫度特性的鈦酸鎂系微波介質(zhì)材料，包括70-86%摩爾的MgTiO₃，8-14%摩爾的Mg₂SiO₄，2-10%摩爾的摻雜元素和2-14%摩爾的LMZBS助熔劑。

進(jìn)一步地，所述瓷粉含有2-10%的摻雜元素，包括摩爾分?jǐn)?shù)為0-0.8%的MnO，1-5%的CoO，0-0.3%的Nb₂O₅和1-3%的Al₂O₃。

進(jìn)一步地，所述LMZBS助熔劑包括10-40%摩爾百分比的Li₂O，5-20%摩爾百分比的MgO，5-20%摩爾百分比的ZnO，10-35%摩爾百分比的B₂O₃和10-45%摩爾百分比的SiO₂。

進(jìn)一步地，所述摻雜元素和助熔劑元素的組成形式為氫氧化物，氧化物，碳酸化合物和/或化合物。

本發(fā)明還公布了一種具有BA溫度特性的鈦酸鎂系微波介質(zhì)材料制備方法，包括：

按照化學(xué)計(jì)量配比主瓷粉(MgCO₃)₄·Mg(OH)₂·5H2O：TiO₂=1：5和(MgCO₃)₄·Mg(OH)₂·5H2O：SiO₂=2：5；

加入2-10%的摻雜元素，摻雜元素包括摩爾分?jǐn)?shù)為0-0.8%的MnO，1-5%的CoO，0-0.3%的Nb₂O₅和1-3%的Al₂O₃，以去離子水為介質(zhì)，球磨24小時(shí)后，在1100℃下溫度煅燒2-4小時(shí)；