[發明專利]含鉬鉍基焦綠石高介微波介質材料及其制備方法及應用

在審

• 申請號: 201611015139.9
• 申請日: 2016-11-18
• 公開（公告）號: CN106631015A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 鄭州麗福愛生物技術有限公司
• 主分類號: C04B35/495
• 分類號: C04B35/495;C04B35/64;C04B35/626;G01K7/34
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技術領域

本發明涉及新材料技術領域，具體是一種含鉬鉍基焦綠石高介微波介質材料及其制備方法及應用。

背景技術

微波介質材料作為一種新型電子材料，在現代通信中被用作諧振器、濾波器、介質基片、介質天線、介質導波回路等，廣泛應用于微波技術的許多領域。可用于移動通訊、衛星通訊和軍用雷達等方面。

鉍基焦綠石體系材料尤以鉍鋅鈮(Bi_1.5Zn_0.5)(Zn_0.5Nb_1.5)O₇（簡寫為BZN）為代表的一類立方焦綠石結構材料，由于其高介電常數，低介電損耗，電阻率高，介電常數溫度系數可調及燒結溫度低，并且其介電性能隨組成組分的不同可以在較大范圍內進行調整，使之成為應用于MLCC等多種電子元器件的一類新的非常有前途的介電材料，由此引發了目前國際上對焦綠石介電材料，特別是鉍基焦綠石介電材料的廣泛研究。研究表明，鉍基焦綠石的組分和介電性能可在較大的范圍內進行調整，其性能對組分變化敏感。通過改變元素配比可以對性能進行調控，從而實現不同的應用目的。

發明內容

本發明的目的在于提供一種含鉬鉍基焦綠石高介微波介質材料及其制備方法及應用，所制得的材料具有高介電常數、介電常數對溫度變化敏感的特點，適合微波諧振器型無線無源溫度傳感器使用。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

含鉬鉍基焦綠石高介微波介質材料，該材料的通式為Bi_1.2(Mg_0.85Mo_0.15)Nb_1.5O₇+mwt.%Bi₂O₃，其中，m表示Bi₂O₃以質量百分數添加，且m的取值為3.0～4.0。

作為本發明進一步的方案：所述的m的取值為3.3～3.7。

作為本發明進一步的方案：所述的m的取值為3.5。

作為本發明進一步的方案：該材料所采用的原料為分析純的Bi₂O₃、ZnO、MoO₃、Nb₂O₅。

所述的含鉬鉍基焦綠石高介微波介質材料的制備方法，包括以下步驟：

（1）按照通式Bi_1.2(Mg_0.85Mo_0.15)Nb_1.5O₇+mwt.%Bi₂O₃，其中，m表示Bi₂O₃以質量百分數添加，且m的取值為3.0～4.0，準確稱取分析純的Bi₂O₃、ZnO、MoO₃、Nb₂O₅，混合，以氧化鋯球為介質，無水乙醇為溶劑，粉料：氧化鋯球：無水乙醇=1g：3～4g：1.2～1.5ml，濕法球磨16～20h，將得到的漿料烘干，過60目篩，得到混合粉料；

（2）將混合粉料在空氣氣氛中890～960℃的溫度下預燒結3～4h；

（3）將預燒結后的混合粉料加入無水乙醇作為介質，再次濕法球磨16～20h，將得到的漿料烘干，過80目篩，得到再次球磨的混合粉料；

（4）往再次球磨的混合粉料中添加其質量的2～3%的質量濃度為8%的聚乙烯醇溶液進行造粒，過40～60目篩，再在7～10MPa壓力下冷壓成型為直徑14～16mm×厚度6～8mm的圓片；

（5）先將圓片從室溫以1℃/min的速度升溫至550℃保溫2h進行排膠，接著在氧氣氣氛中以3～5℃/min的速度升溫至1135～1220℃保溫3～5h進行燒結，隨爐冷卻得到成品。

作為本發明進一步的方案：所述的步驟（1）中，粉料：氧化鋯球：無水乙醇=1g：3.5g：1.2ml。

作為本發明進一步的方案：所述的步驟（2）中，在空氣氣氛中925℃的溫度下燒結3.5h。

作為本發明進一步的方案：所述的步驟（4）中，聚乙烯醇溶液的添加量為再次球磨的混合粉料質量的2.5%。

作為本發明進一步的方案：所述的步驟（5）中，在氧氣氣氛中以4℃/min的速度升溫至1170℃保溫4h進行燒結。