[發(fā)明專利]一種微波介質(zhì)陶瓷燒結(jié)助劑及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810963110.6
• 申請(qǐng)日: 2018-08-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108752016A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-11-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋錫濱;艾遼東;潘光軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東國(guó)瓷功能材料股份有限公司
• 主分類號(hào): C04B35/64
• 分類號(hào): C04B35/64
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王文君;王文紅

本發(fā)明提供一種微波介質(zhì)陶瓷燒結(jié)助劑，由以下質(zhì)量配比的成分組成：Li₂O微粉20％?35％、B₂O₃微粉13?20％、SiO₂微粉45?65％。本發(fā)明還提出所述微波介質(zhì)陶瓷燒結(jié)助劑的制備方法和應(yīng)用。使用本發(fā)明燒結(jié)助劑所制成的CTLA微波介質(zhì)陶瓷，燒結(jié)溫度由1450℃降低至1280℃，且微波介電性能基本沒(méi)有劣化。所制成CTNLT微波介質(zhì)陶瓷，燒結(jié)溫度由1360℃降低至1180℃，且微波介電性能基本沒(méi)有劣化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于能源材料領(lǐng)域，具體涉及一種陶瓷介質(zhì)材料燒結(jié)助劑及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著移動(dòng)通訊技術(shù)的迅猛發(fā)展，微波通訊器件的集成化、小型化、平面化和多層化成為發(fā)展的主流趨勢(shì)。微波介質(zhì)陶瓷(MWDC)是指應(yīng)用于微波頻段(主要是UHF、SHF頻段，300MHz～300GHz)電路中作為介質(zhì)材料并完成一種或多種功能的陶瓷，是近年來(lái)國(guó)內(nèi)外對(duì)微波介質(zhì)材料研究領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)方向。微波介質(zhì)陶瓷材料的高介電常數(shù)有利于微波介質(zhì)濾波器的小型化，可使濾波器同微波管、微帶線一道實(shí)現(xiàn)微波電路混合集成化，使器件尺寸達(dá)到毫米量級(jí)，其價(jià)格也比金屬諧振腔低廉得多。

微波頻率下的多層整合電路采用的微波元器件需通過(guò)燒結(jié)制成。但傳統(tǒng)固相燒結(jié)工藝制備的微波陶瓷體系，燒結(jié)溫度過(guò)高，例如Zr_xSn_yTi_zO₄陶瓷的故鄉(xiāng)燒結(jié)溫度高達(dá)1600℃。較高的燒結(jié)溫度使其生產(chǎn)加工較為困難，生產(chǎn)能耗和成本較高。且大于900℃的燒結(jié)溫度限制了其共燒應(yīng)用。添加低熔點(diǎn)玻璃是一種常用的降燒方式，例如專利CN1594198A公開(kāi)了一種鈦酸鍶鋇與堇青石混合介質(zhì)材料的制備方法，將堇青石玻璃成份的氧化物或相應(yīng)的碳酸鹽粉料，按設(shè)計(jì)要求的摩爾比例與鈦酸鍶鋇混合并研磨；經(jīng)過(guò)模壓，在1050℃～1200℃、2～4小時(shí)燒結(jié)，將已合成的堇青石玻璃陶瓷介質(zhì)重新粉碎研磨制成顆粒直徑≤1微米的超細(xì)粉，重復(fù)以上步驟至少一次。堇青石玻璃成份的添加量從5～95％變化，對(duì)最終燒結(jié)產(chǎn)品的性能也有很大影響。

使用燒結(jié)助劑，燒結(jié)后仍保持陶瓷晶體結(jié)構(gòu)不變或基本不變，且保持良好的介電性能，是微波介質(zhì)陶瓷研發(fā)領(lǐng)域存在的巨大挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述本領(lǐng)域的現(xiàn)狀，本發(fā)明的目的在于提供一種新型的微波介質(zhì)陶瓷燒結(jié)助劑。

本發(fā)明的另一目的是提出所述微波介質(zhì)陶瓷燒結(jié)助劑的制備方法。

本發(fā)明的第三個(gè)目的是提出所述微波介質(zhì)陶瓷燒結(jié)助劑在微波介質(zhì)陶瓷燒結(jié)中的應(yīng)用。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明上述目的的技術(shù)方案為：

一種微波介質(zhì)陶瓷燒結(jié)助劑，由以下質(zhì)量配比的成分組成：Li₂O微粉20％-35％、B₂O₃微粉13-20％、SiO₂微粉45-65％。

其中，所述Li₂CO₃微粉平均粒度為3-7微米，所述B₂O₃微粉平均粒度為5-10微米，所述SiO₂微粉平均粒度為0.1-1微米。因不同物質(zhì)的燒結(jié)動(dòng)力學(xué)特性，具有相應(yīng)的微粉粒度。

所述微波介質(zhì)陶瓷燒結(jié)助劑的制備方法，包括步驟：

1)將Li₂CO₃、B₂O₃、SiO₂按比例混合，以氧化鋯球?yàn)槟デ颍瑹o(wú)水乙醇為研磨介質(zhì)，在研磨罐中球磨6-10小時(shí)，球磨結(jié)束后在空氣中550-650℃預(yù)燒2-4h；

2)將預(yù)燒后的燒結(jié)助劑取出碾碎后再次球磨3-5h，烘干后備用。