[發(fā)明專利]微波復(fù)相陶瓷Li2WO4?TiO2及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710050817.3
• 申請日: 2017-01-23
• 公開（公告）號: CN106747442A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 石鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 山東科技大學
• 主分類號: C04B35/495
• 分類號: C04B35/495;C04B35/622
• 代理公司: 濟南日新專利代理事務(wù)所37224
• 代理人: 崔曉艷

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電子材料領(lǐng)域，特別是涉及到一種微波復(fù)相陶瓷Li₂WO₄-TiO₂及其制備方法。

背景技術(shù)

微波介質(zhì)陶瓷指適用于微波頻段(300MHz～3000GHz)的低損耗、溫度穩(wěn)定的信息功能陶瓷材料，廣泛應(yīng)用于諧振器、濾波器、電容器、振蕩器、雙工器、介質(zhì)波導、基板和天線等，是移動通信、衛(wèi)星通信、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)、軍事雷達、無線局域網(wǎng)(WLAN)以及物聯(lián)網(wǎng)(IOT)等現(xiàn)代微波通信技術(shù)的關(guān)鍵材料，對微波元器件的小型化和提高器件的選擇性具有重要的意義。近年來隨著微波通訊技術(shù)的迅猛發(fā)展，微波介質(zhì)陶瓷成為國內(nèi)外研究的熱點，日益受到各國的高度重視。微波介質(zhì)陶瓷的介電性能主要包括三個參數(shù)：介電常數(shù)ε_r、介電損耗tanδ(品質(zhì)因數(shù)Q＝1/tanδ)以及諧振頻率溫度系數(shù)τ_f。高性能的微波介質(zhì)陶瓷不同于一般的功能陶瓷，它需要滿足相對介電常數(shù)大、品質(zhì)因數(shù)高、諧振頻率溫度系數(shù)近0且可調(diào)等要求。

為了降低成本，必須制備具有較低燒結(jié)溫度的陶瓷。LTCC材料作為整個低溫共燒陶瓷技術(shù)的基礎(chǔ)，其中電極材料和基板材料的化學兼容性問題是本課題研究的主要內(nèi)容之一。本發(fā)明選用Ag金屬作為電極材料，主要是因為其導電率高、烙點相對較低(961℃)和燒結(jié)過程中不易被氧化的優(yōu)點。為了能夠與Ag電極進行共燒，LTCC材料的最佳燒結(jié)溫度不得髙于950℃，且與Ag電極不發(fā)生任何化學反應(yīng)。然而，大多數(shù)性能優(yōu)異的陶瓷介質(zhì)材料的燒結(jié)溫度都相對較高，需要大力研發(fā)低溫燒結(jié)的微波陶瓷。為此我們發(fā)明了一種新的低溫燒結(jié)微波復(fù)合陶瓷Li₂WO₄-TiO₂及其制備方法，具有優(yōu)異的微波介電性能，解決了以上技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一是提供一種適于低溫燒結(jié)的、具有優(yōu)良介電性能的微波復(fù)合陶瓷，可以微波封裝和微波基板材料應(yīng)用在毫米波領(lǐng)域的微波復(fù)相陶瓷Li₂WO₄-TiO₂；目的之二是提供微波復(fù)相陶瓷Li₂WO₄-TiO₂制備方法。

本發(fā)明的目的之一可通過如下技術(shù)措施來實現(xiàn)：

該微波復(fù)相陶瓷Li₂WO₄-TiO₂的化學表達式為(1-z)Li₂WO₄-zTiO₂,其中z＝0.05～0.25摩爾比含量；以Li₂O、WO₃和TiO₂為原料，按照Li₂O：WO₃：TiO₂＝(1-z)：(1-z)：z摩爾比制成。

本發(fā)明的目的之一還可通過如下技術(shù)措施來實現(xiàn)：

進一步，所述的原料為Li₂O、WO₃和TiO₂按照Li₂O：WO₃：TiO₂＝(1-(0.1～0.2)):(1-(0.1～0.2)):0.1～0.2摩爾比配比混合而成。

更進一步，所述的原料為Li₂O、WO₃和TiO₂按照Li₂O：WO₃：TiO₂＝0.85:0.85:0.15摩爾比配比混合而成。

本發(fā)明的目的之二可通過如下技術(shù)措施來實現(xiàn)：

用上述的原料制備微波復(fù)相陶瓷Li₂WO₄-TiO₂的制備方法，所述的制備方法按如下步驟進行：

步驟1，按照原料配比稱取原料；

步驟2，將步驟1的原料放入球磨機中，加入去離子水和氧化鋯球，球磨2～6小時，再將球磨后的原料烘干，過篩，得顆粒均勻的粉料；

步驟3，將經(jīng)過步驟2處理的粉料升溫至500℃-550℃，保溫2～4小時，得預(yù)燒料；

步驟4，將經(jīng)過步驟3處理的預(yù)燒料放入球磨機中，加入去離子水和氧化鋯球，球磨4～12小時，最后將球磨后的原料烘干；

步驟5，取步驟4經(jīng)烘干后的預(yù)燒料加入聚丙烯醇PVA溶液，造粒，再用粉末壓片機壓制成坯體；