[发明专利]一种低固有烧结温度低损耗温度稳定型微波介质陶瓷材料

说明书

技术领域

本发明属于一种以成分为特征的陶瓷组合物，尤其涉及一种以0.6MgMoO₄+0.4TiO₂为化学式的具有低烧结温度，中介电常数的微波介质陶瓷及其制备方法。

背景技术

电子技术伴随着21世纪无线通信技术的飞速发展逐渐步向更微型化、集成化、表面组装化、多维化以及高频化等。低温共烧陶瓷(Low Temperature Co-fired Ceramics，简称LTCC)技术是促进这一发展趋势的关键途径。LTCC技术主要包括以下三个方面：材料、设计、以及工艺与设备。其中材料是生产LTCC器件的基础。对微波介质材料来说，LTCC技术的主要要求如下所示：较低的烧结温度(950℃以下)、合适的介电常数、较低的介质损耗(较高的品质因数Q值)及近零的谐振频率温度系数。

目前大多数具有优异微波介电性能的微波介质陶瓷(如：BaTi₄O₉，Ba₂Ti₉O₂₀等)的烧结温度都比较高，一般都在1300℃以上，远远高于Cu、Ag的熔点，难以满足低温共烧的要求。为了降低微波介质陶瓷材料的烧结温度，一般在已有的材料中添加一定量的低熔点氧化物或玻璃等，但对那些固有烧结温度较高的材料而言，往往需要添加大量的低熔点烧结助剂才能降低其烧结温度，而这样会对微波介电性能带来不同程度的损坏，如损耗增大，温度系数增大等，以致于材料的低温化与优异微波介电性能难以兼备。但是对于低固有烧结温度的微波介质陶瓷而言，在烧结过程中由于其固有烧结温度较低，同时也能保持材料优异的微波介电性能。所以，探索新型低固有烧结温度的材料，成为近年来微波介质材料研究的热点。

发明内容

本发明的目的，是调节低固有烧结温度的MgMoO₄微波介质陶瓷的谐振频率温度系数，适应电子信息技术不断向高频化和数字化方向发展的需要。以MgO、MoO₃、TiO₂为原料，通过简单固相法制备一种具有高品质因数的0.6MgMoO₄+0.4TiO₂微波介质陶瓷材料。

本发明通过如下技术方案予以实现。

一种低固有烧结温度低损耗温度稳定型微波介质陶瓷材料，其化学式为：0.6MgMoO₄+0.4TiO₂；

该微波介质陶瓷材料的制备方法，具体实施步骤如下：

(1)将MgO、MoO₃按化学计量式MgMoO₄进行配料；将粉料放入聚酯罐中，加入去离子水和锆球后，球磨4～8小时；

(2)将步骤(1)球磨后的粉料放入干燥箱中，于100～120℃烘干，然后过40目筛；

(3)将步骤(2)烘干、过筛后的粉料放入中温炉中，于700～850℃预烧，保温4～8小时，另将TiO₂粉料于800～950℃预烧，保温2～4小时；

(4)将步骤(3)预烧后的两种粉料按化学计量式0.6MgMoO₄+0.4TiO₂进行配料，放入球磨罐中，加入氧化锆球和去离子水，球磨9～12小时，烘干后过筛，再用粉末压片机以5～9MPa的压力压制成坯体；

(5)将步骤(4)的坯体于800℃～950℃烧结，保温2～8小时，制成低损耗温度稳定型的微波介质陶瓷。

所述步骤(1)采用行星式球磨机进行球磨，球磨机转速为600转/分。

所述步骤(4)的生坯直径为10mm，厚度为5mm。

所述步骤(5)优选的烧结温度为900℃。

本发明通过简单固相法制备了一种新型的微波介质陶瓷材料0.6MgMoO₄+0.4TiO₂。其介电常数ε_r为8.17～9.78，品质因数Qf为41585～53557GHz，谐振频率温度系数τ_f为-75.45～-62.87×10^-6/℃的。本发明简化了制备工艺，节省了时间成本和能源成本。

具体实施方式