[發明專利]一種利用H3BO3摻雜降低剛玉型Mg4Ta2O9微波介質陶瓷燒結溫度新方法

無效

• 申請號: 201410285025.0
• 申請日: 2014-06-24
• 公開（公告）號: CN104119075A
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 發明（設計）人: 吳海濤;梅全靜;李從英;郭靖棟;楊長紅
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: C04B35/495
• 分類號: C04B35/495;C04B35/64
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于電子陶瓷制備與應用技術領域，尤其涉及一種利用H₃BO₃摻雜降剛玉型Mg₄Ta₂O₉微波介質陶瓷燒結溫度新方法。?

背景技術

隨著微波通信事業的迅猛發展，移動通訊、汽車電話、電視衛星、軍用雷達、全球定位系統以及便攜式電話等領域對小型化、高性能化的微波電路和微波器件的需求日益增加，要求不斷開發具有更加優越性能的新型微波介質材料。基于微波介質陶瓷研究動態，日本學者Hitoshi?Ohsato結合應用領域需求，將微波介質陶瓷材料分為三類：1)低介電常數類(ε_r<20，Q·?>50,000GHz)；2)中介電常數類(ε_r=20-70，Q·?>20,000GHz)；3)高介電常數類(ε_r>70)。隨著無源元件的集成化、模塊化的迅猛發展,?亟需開發出新的微波介質材料新體系(尤其是中、高介電常數的瓷料在國內外尚沒有很好地被解決)。因此，針對上述應用需求不斷開發低溫燒結微波介質陶瓷材料新體系，則成為廣大研究人員共同面臨且亟待解決的問題。?

剛玉型Mg₄Ta₂O₉陶瓷由于其特定的晶體結構，晶胞參數a=b=5.161?，c=14.043?，呈現出良好燒結特性與較好的微波性能。國內外目前關于該體系研究，例如華中科技大學、臺灣成功大學及天津大學等單位，均以傳統固相法工藝為主，燒結剛玉型Mg₄Ta₂O₉陶瓷溫度范圍保持在1400-1500℃，微波介電性能為ε_r~12,?Q·?~200,000GHz；同時，固相工藝過程中難免對體系引入雜質從而影響材料電學性能。為了實現LTCC應用需求，廣大研究人員嘗試通過在該體系中實施材料復合思路制備固溶體或者添加第二相玻璃作為助熔劑，降低燒結溫度，工藝復雜難以控制，且往往以犧牲其微波介電性能為代價。目前關于該體系剛玉型Mg₄Ta₂O₉陶瓷采用濕化學工藝利用H₃BO₃摻雜改善燒結特性國內外一直尚未見有報道。?

發明內容

本發明的目的是基于降低陶瓷燒結溫度的應用需求，在利用濕化學工藝制備剛玉型Mg₄Ta₂O₉微波介質陶瓷基礎上，實施H₃BO₃摻雜改善燒結特性；采用濕化學法精細合成其H₃BO₃摻雜后陶瓷粉體，具有合成溫度低、陶瓷顆粒均勻、分散性好、物相純、粉體具有納米粒度并具有高比表面能，呈現出較高活性等顯著優勢，?H₃BO₃摻雜能夠實現進一步低溫燒結，燒結溫度降低200-300℃，并保持良好微波介電性能。?

?為解決上述技術問題，本發明的技術方案為：?

1、基于濕化學工藝利用H₃BO₃摻雜降低剛玉型Mg₄Ta₂O₉微波介質陶瓷燒結溫度新方法，其特征在于包括以下步驟：

1)配制Mg離子的檸檬酸水溶液；

2)配制Ta離子的檸檬酸水溶液；

3)?H₃BO₃摻雜Mg-Ta前驅體溶膠凝膠制備、介質陶瓷納米前驅體的合成及陶瓷燒結；

?(a)將步驟1)、2)制備的Mg檸檬酸水溶液、Ta離子檸檬酸水液混合均勻，獲得Mg-Ta混合溶液；

(b)將步驟?(a)?加入H₃BO₃混合均勻，然后加入聚乙二醇進行酯化，聚乙二醇加入的摩爾量為檸檬酸的4-6倍；通過加熱、攪拌均勻，得到H₃BO₃摻雜的Mg-Ta前驅體溶膠，置于烘箱內烘干，縮水形成干凝膠；