[發(fā)明專(zhuān)利]一種BMN基微波介電陶瓷材料及制備方法無(wú)效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201310141918.3 | 申請(qǐng)日： | 2013-04-22 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN103232242A | 公開(kāi)（公告）日： | 2013-08-07 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 花銀群;崔曉;薛青;陳瑞芳 | 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人： | 江蘇大學(xué) |
| 主分類(lèi)號(hào)： | C04B35/495 | 分類(lèi)號(hào)： | C04B35/495;C04B35/622 |
| 代理公司： | 南京經(jīng)緯專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 32200 | 代理人： | 樓高潮 |
| 地址： | 212013 江*** | 國(guó)省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 bmn 微波 陶瓷材料 制備 方法 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及微波介電陶瓷材料制造技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是鈮鎂酸鉍基微波介電陶瓷材料及制備方法。
背景技術(shù)
為適應(yīng)集成電路的快速發(fā)展，科學(xué)家做了大量的研究工作；近幾年，Bi立方焦綠石結(jié)構(gòu)相得到了廣泛的研究，具有這種相結(jié)構(gòu)的陶瓷擁有非常高的介電常數(shù)和介電調(diào)諧率，室溫下在相當(dāng)大的測(cè)試頻率范圍內(nèi)擁有低的介電損耗，并且燒結(jié)溫度也比較低，這些性能使Bi基立方焦綠石結(jié)構(gòu)陶瓷在多層電容器和集成設(shè)備中具有較好的應(yīng)用前景。
早在20世紀(jì)60年代，BaxSr1?xTiO3(BST)鐵電材料的微波介電調(diào)諧性能就引起了人們的廣泛興趣；BST陶瓷材料的特點(diǎn)是介電調(diào)諧率高，但介電損耗較大，相關(guān)的研究比較多，近年來(lái)，研究發(fā)現(xiàn)某些鉍基焦綠石結(jié)構(gòu)陶瓷材料具有較高的介電調(diào)諧性能，介電損耗小，適中的介電常數(shù)，溫度系數(shù)小，是一種極具發(fā)展前景的微波介電可調(diào)材料。
組成為Bi1.5ZnNb1.5O7的鉍基BZN材料具有焦綠石結(jié)構(gòu)，介電常數(shù)適中；但是，BZN陶瓷材料調(diào)諧率低，要達(dá)到一定的調(diào)諧率，調(diào)諧電場(chǎng)要求很高，相對(duì)于BZN陶瓷材料，另外一個(gè)以鉍為基體、具有立方焦綠石結(jié)構(gòu)、以三元體系的Bi2O3—MgO—Nb2O5為基礎(chǔ)的介電陶瓷體系(簡(jiǎn)稱(chēng)BMN基陶瓷)在嵌入式電容器應(yīng)用領(lǐng)域開(kāi)始得到關(guān)注，原因就是這個(gè)體系所具有的高的介電常數(shù)和低的介電損耗；研究表明，化合物Bi2Mg2/3Nb4/3O7的介電常數(shù)非常之高，高達(dá)210。而化合物Bi2Zn2/3Nb4/3O7的介電常數(shù)僅為86，二價(jià)鎂離子的引入可能起到了增強(qiáng)介電響應(yīng)的效果，BMN鉍基焦綠石材料是一種非常有前途的新型微波介質(zhì)可調(diào)材料。
微波介質(zhì)陶瓷材料的制備方法很多，有固相反應(yīng)合成法、水熱合成法、化學(xué)共沉積法（CVD）、溶膠凝膠法（Sol-gel）等，其中采用固相合成法的最多，固相反應(yīng)合成法的優(yōu)點(diǎn)是方法簡(jiǎn)單易操作，且成本較低。
國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者在制備鉍基介電陶瓷材料方面做了大量工作，主要成果如下：賓夕法尼亞州立大學(xué)的W.Ren等人用金屬有機(jī)沉積（MOD）方法在Pt/Si基片上制備了立方相的BZN薄膜，首先發(fā)現(xiàn)了BZN的介電可調(diào)性；R.L.Thayer等人在用金屬有機(jī)沉積(MOD)法制備BZN薄膜的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了Bi2O3-ZnO-Nb2O5體系中的一種低溫相Bi1.5Zn0.5Nb1.5O6.5，該低溫相是在退火溫度低于600℃的條件下獲得的，立方燒綠石結(jié)構(gòu)，介電常數(shù)為180，可調(diào)率為26%，溫度系數(shù)TCC為–230ppm/℃；電子科技大學(xué)的S.W.Jiang等人用脈沖激光沉積?(PLD)?法在Pt/SiO2/Si基片上制備BZN薄膜，其可調(diào)率大于6%，損耗低于0.004。S.W.Jiang等用Mg2+取代BZN材料中的Zn2+離子，采用PLD法制備了?Bi1.5MgNb1.5O7(BMN)鉍基焦綠石薄膜，所制備的BMN薄膜介電損耗小(約0.002)，介電常數(shù)適中(約86)，隨溫度變化較小(介電溫度系數(shù)TCC約?500ppm/K)；電子科技大學(xué)的齊增亮、蔣書(shū)文等人采用磁控濺射的方法制備Bi1.5ZnNb1.5O7(BZN)鉍基焦綠石薄膜的介電損耗為0.002~0.004，介電調(diào)諧率約為20%；此外AEHOON?P、JIWEI?W?L等人研究發(fā)現(xiàn)BMN基陶瓷材料在移相器中也存在應(yīng)用；本發(fā)明采用固相合成法直接制備出多組分摻雜的微波介電鈮鎂酸鉍基陶瓷材料。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一是提供一種產(chǎn)品性能良好、生產(chǎn)成本低、方法簡(jiǎn)單，可適合于工業(yè)化生產(chǎn)的微波介電陶瓷材料。
本發(fā)明的目的之二是提供一種鈮鎂酸鉍基微波介電陶瓷材料的制備方法。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
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