[發(fā)明專利]一種高Q值低溫?zé)Y(jié)鋰鎂鈦系介質(zhì)材料及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010083020.5
• 申請日: 2020-02-07
• 公開（公告）號: CN111217603A
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張平;楊苗苗
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: C04B35/465
• 分類號: C04B35/465;C04B35/622;C04B35/64
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 琪琛

本發(fā)明屬于陶瓷材料技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種高Q值低溫?zé)Y(jié)鋰鎂鈦系介質(zhì)材料及其制備方法，其化學(xué)式為Li₂(Mg_1?xZn_x)₃Ti(O_0.96F_0.08)₆，0.02≤x≤0.08；是將Li₂CO₃、MgO、TiO₂、LiF按比例配料；一次球磨后烘干、過篩，在一定溫度下煅燒得到預(yù)燒粉末；預(yù)燒粉末二次球磨后烘干、過篩，進(jìn)行造粒，過篩后壓制成坯體；坯體在一定溫度下燒結(jié)，保溫后降至室溫得到。本發(fā)明采用傳統(tǒng)固相法，通過F^?離子取代O^2?離子降低鋰鎂鈦陶瓷預(yù)燒溫度和燒結(jié)溫度的同時，通過Zn²⁺離子取代提高陶瓷的Q×f值，制備出具有高Q值的低溫?zé)Y(jié)的Li₂Mg₃TiO₆系微波介質(zhì)陶瓷材料。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于陶瓷材料技術(shù)領(lǐng)域，具體來說，涉及一種以成分為特征的陶瓷組合物及其制備方法，特別是一種高Q值低溫?zé)Y(jié)鋰鎂鈦系介質(zhì)材料及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著無線通訊技術(shù)的迅速發(fā)展，微波介質(zhì)陶瓷因其在電路中的特定功能及優(yōu)良特性引起了越來越多的關(guān)注。微波介質(zhì)陶瓷材料具有低介電常數(shù)、低損耗、高諧振頻率穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)，在微波電路中主要用作諧振器、濾波器、介質(zhì)天線、介質(zhì)導(dǎo)波回路等微波元器件。研究新型微波介質(zhì)陶瓷為微波電路提供了重要的材料支撐。

近些年來，Li₂Mg₃TiO₆陶瓷是近幾年發(fā)展起來的新型微波介質(zhì)陶瓷體系，具有良好的微波介電性能，但關(guān)于其低溫?zé)Y(jié)的研究較少。在之前的研究中，預(yù)燒后加入LiF僅僅降低了樣品的最終燒結(jié)溫度，陶瓷的預(yù)燒溫度仍然較高。由于F^-離子與O^2-離子半徑大小相近，且與其他陰離子相比，F(xiàn)-離子在高溫下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，所以有學(xué)者在預(yù)燒前添加LiF通過F-離子取代O₂-離子同時降低鋰鎂鈦陶瓷預(yù)燒溫度和燒結(jié)溫度，但研究發(fā)現(xiàn)雖然預(yù)燒溫度和燒結(jié)溫度有效降低，但其品質(zhì)因數(shù)Q×f值卻大幅度減小。因此，研究具有較高的Q值的低溫?zé)Y(jié)鋰鎂鈦陶瓷材料很有必要。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服Li₂Mg₃TiO₆系微波介質(zhì)陶瓷F^-離子對O^2-離子取代降低預(yù)燒溫度和燒結(jié)溫度導(dǎo)致Q×f較小的技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種新型的高Q值低溫?zé)Y(jié)鋰鎂鈦系介質(zhì)材料及其制備方法，以Li₂CO₃，MgO，TiO₂，ZnO和LiF為主要原料，采用傳統(tǒng)固相法，通過F^-離子取代O^2-離子降低鋰鎂鈦陶瓷預(yù)燒溫度和燒結(jié)溫度的同時，通過Zn²⁺離子取代提高陶瓷的Q×f值，制備出具有高Q值的低溫?zé)Y(jié)的Li₂Mg₃TiO₆系微波介質(zhì)陶瓷材料。

為了解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明通過以下的技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種高Q值低溫?zé)Y(jié)鋰鎂鈦系介質(zhì)材料，其化學(xué)式為Li₂(Mg_1-xZn_x)₃Ti(O_0.96F_0.08)₆，0.02≤x≤0.08。

進(jìn)一步地，x＝0.02，0.04，0.06或0.08。

進(jìn)一步地，由Li₂CO₃，MgO，TiO₂，ZnO和LiF原料制得。