[發(fā)明專利]低溫?zé)Y(jié)的高介電常數(shù)微波介電陶瓷及制備方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310018624.1
• 申請(qǐng)日: 2013-01-18
• 公開（公告）號(hào): CN103113105A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周曉華;李恩竹;張樹人
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C04B35/50
• 分類號(hào): C04B35/50;C04B35/622
• 代理公司: 成都惠迪專利事務(wù)所 51215
• 代理人: 劉勛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電子材料技術(shù),特別涉及應(yīng)用于衛(wèi)星通信中介質(zhì)諧振器、濾波器、振蕩器等微波器件中的低溫高介電常數(shù)微波介質(zhì)陶瓷及其制備方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)代電子通訊技術(shù)的快速發(fā)展加速了微波介電材料的研究進(jìn)程。然而，電子通訊電路所需要的器件越來越要求微小型，輕便型以及高度集成化，因此，基于低溫共燒陶瓷（LTCC）技術(shù)所做成的器件得到了越來越多的關(guān)注。目前越來越多的陶瓷材料研究大多數(shù)都朝著高介電、低損耗和高品質(zhì)因數(shù)等方向發(fā)展。

Ba_6-3xNd_8+2xTi₁₈O₅₄（BNT,x=2/3）材料具有較高的介電常數(shù)（80～85）以及高品質(zhì)因數(shù)Qf（90000～10000GHz）以及可調(diào)的諧振頻率溫度系數(shù)。然而，未摻雜的BNT陶瓷燒結(jié)溫度卻高達(dá)1350℃，不能直接與Ag、Cu等低熔點(diǎn)金屬共燒。為了降低燒結(jié)溫度，傳統(tǒng)的方法一種為摻入低熔點(diǎn)氧化物，如B₂O₃及V₂O₅，然而游離的B₂O₃及V₂O₅在后期流延過程中易導(dǎo)致漿料粘度過大而不穩(wěn)定，限制了其實(shí)際應(yīng)用；另一種方法是摻入低熔點(diǎn)玻璃，但玻璃相的存在大大提高了材料的介質(zhì)損耗，且玻璃在熔煉過程中性能不穩(wěn)定，成本較高，因而，雖然已有研究關(guān)注無玻璃相的低溫高介電陶瓷，但實(shí)際生產(chǎn)中能應(yīng)用的體系并不多，極大限制了低溫共燒技術(shù)及微波多層器件的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種可低溫?zé)Y(jié)（900～1000℃），具有高介電常數(shù)（60～70），低損耗（Qf值～5000）且頻率溫度系數(shù)穩(wěn)定的微波介質(zhì)陶瓷及其制備方法。

本發(fā)明解決所述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是，低溫?zé)Y(jié)的高介電常數(shù)微波介電陶瓷，以原料計(jì)算，組分為：

氧化鋇：15%～18%??????????三氧化二釹：10%～36%

三氧化二釤：0%～26%???????氧化鈦：30%～35%

氧化鋅：0%～2%????????????三氧化二鋁：0%～3%

氧化鈣:0%～3%?????????????碳酸鋰：0%～5%

二氧化硅：0%～5%??????????三氧化二硼：0%～4%

微量添加物：0%～5%

以上為重量百分比。

所述微量添加物為氧化銅和碳酸錳。或者，所述微量添加物為氧化銅或碳酸錳。

本發(fā)明還提供低溫?zé)Y(jié)的高介電常數(shù)微波介電陶瓷制備方法，包括下述步驟：

（1）原料準(zhǔn)備：按重量百分比，原料組分為：

氧化鋇：15%～18%??????????三氧化二釹：10%～36%

三氧化二釤：0%～26%???????氧化鈦：30%～35%

氧化鋅：0%～2%????????????三氧化二鋁：0%～3%

氧化鈣:0%～3%?????????????碳酸鋰：0%～5%

二氧化硅：0%～5%??????????三氧化二硼：0%～4%

微量添加物：0%～5%；

（2）按分子式的摩爾分?jǐn)?shù)比，將氧化鋇、三氧化二釹、三氧化二釤、二氧化鈦的粉末按Ba₄（Nd_1-xSm_x）_26/3Ti₁₈O₅₄組成配料，其中，0≤x≤0.7；

（3）將步驟（2）配好的原料球磨混合；

（4）將磨好的粉料烘干后預(yù)燒；

（5）在預(yù)燒好的粉末中添加余下的原料，濕式球磨混合；

（6）再次烘干后造粒：

（7）干壓成型；

（8）在900-1000℃大氣氣氛中保溫，排膠燒結(jié)制成微波介質(zhì)陶瓷。

進(jìn)一步的說，步驟（3）為濕式球磨混合12小時(shí)，溶劑為蒸餾水；

步驟（4）為：磨好的粉料烘干后放入高溫爐中，在1100℃大氣氣氛中預(yù)燒6小時(shí)；

步驟（6）中，再次烘干后添加劑量占原料總質(zhì)量為3%的丙烯酸溶液作為粘結(jié)劑造粒：

步驟（7）中，成型壓力200～300Mpa。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下特點(diǎn)：