[发明专利]一种钛酸镁基微波介质陶瓷的制备方法

说明书

本发明公开了一种钛酸镁基微波介质陶瓷的制备方法，先将MgO、TiO₂按化学计量式MgTiO₃配料，经球磨、烘干，过筛后于900℃预烧，再外加0＜MgF₂≤2wt％及0.7wt％PVA，二次球磨后，经烘干、过筛后进行造粒，再用粉末压片机压制成生坯，生坯于1150℃～1250℃烧结，制成钛酸镁基微波介质陶瓷。本发明通过添加MgF₂，使得MgTiO₃基微波介质陶瓷材料的品质因数得到明显提高(Qf～190143GHz)，实现了Qf值大于190000的突破，同时降低烧结温度至1150℃，并具有较低介电常数(ε_r～17.83)。

技术领域

本发明属于一种以成分为特征的陶瓷组合物，特别涉及一种较低烧结温度和超低损耗特性的MgTiO₃基微波介质陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

现代通信技术的不断发展，对元器件的小型化、集成化和模块化的要求日益迫切，对微波介质材料提出了更高的要求，微波介质陶瓷已成为近年来功能陶瓷最活跃的研究领域之一。其中，钛酸镁(MgTiO₃)陶瓷作为一种传统的微波介质材料，在毫米波段仍然具有低介电常数、较高的品质因数等优异的微波介电性能。

离子掺杂是进一步改善陶瓷介电性能的重要方法，通过选择合适的掺杂剂、掺杂比例，进一步的提升MgTiO₃基微波介质陶瓷的品质因数并降低其烧结温度，以制备具有超低损耗特性、符合低碳环保理念的MgTiO₃基微波介质陶瓷。

发明内容

本发明的目的，是在现有技术的基础上优化掺杂烧结工艺进一步提升MgTiO₃基微波介质陶瓷的品质因数并降低其烧结温度，提供一种具有超低损耗特性、符合低碳环保理念的MgTiO₃基微波介质陶瓷及其制备方法。

本发明通过如下技术方案予以实现。

一种钛酸镁基微波介质陶瓷的制备方法，具有如下步骤：

(1)将化学原料MgO、TiO₂按化学计量式MgTiO₃进行配料，放入聚酯球磨罐中，加入去离子水和氧化锆球后，球磨6小时；

(2)将步骤(1)球磨后的原料放入红外干燥箱中于100℃烘干，然后过40目筛；

(3)将步骤(2)过筛后的粉料放入中温炉中，于900℃预烧，保温4小时；

(4)将步骤(3)预烧后的粉料，外加0＜MgF₂≤2wt％及0.7wt％PVA，放入聚酯球磨罐中，加入去离子水和氧化锆球后，球磨12小时；

(5)将步骤(4)球磨后的原料放入干燥箱中，于100℃烘干，然后过80目筛进行造粒；

(6)将步骤(5)过筛后的粉料用粉末压片机压制成生坯；

(7)将步骤(6)的生坯于1150℃～1250℃烧结，保温4小时，制得钛酸镁基超低损耗型微波介质陶瓷。

所述步骤(1)、(4)采用行星式球磨机进行球磨，球磨机转速为400转/分。

所述步骤(6)的生坯直径为10mm，厚度为5mm。

所述步骤(6)的粉末压片机以3MPa的压力压制成型生坯。

所述步骤(7)生坯的升温速率为5℃/min。