[发明专利]一种超低温烧结的低介微波介质陶瓷及其制备方法

说明书

一种超低温烧结的低介微波介质陶瓷及其制备方法，属于电子陶瓷技术领域。在CaMoO₄体系中，通过引入Li₂MoO₄作为助烧剂，在600℃的超低烧结温度下，制备得到了一种微波介质陶瓷材料。该介质陶瓷不含有毒有害元素，具有超低烧结温度和低介电常数，在介质谐振器、滤波器、微波天线等电子元器件中具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于电子陶瓷材料技术领域，具体涉及一种不含有毒有害元素的具有超低烧结温度和低介电常数的微波介质陶瓷及其制备方法。

背景技术

随着第五代移动通信技术(5G)的全面普及，微波介质陶瓷作为应用于无线通信设备组件的重要材料受到了国内外广泛的关注。为了满足5G高传输速率、低延迟的要求，同时顺应当下人们对于环境保护的关注，具有低介电常数同时采用无毒无害、成本较低的原料制备的微波介质陶瓷得到了广泛的研究关注。为了制备具有高集成度的器件，在实际生产中，往往会将陶瓷与电极共烧。目前，微波介质陶瓷的烧结工艺主要是常规高温烧结(1000℃)，大部分材料自身较高的烧结温度导致其在实际应用中往往需要匹配W、Mn等高熔点金属电极进行高温共烧，使得成本与能源损耗都大大增多。

低温共烧陶瓷(LTCC)技术将具有较低烧结温度(＜961℃)的微波介质陶瓷与银电极共烧，在一定程度上降低了能源损耗。而超低温共烧陶瓷(ULTCC)技术则更进一步将具有超低烧结温度(＜660℃)的微波介质陶瓷和铝电极共烧，进一步降低了成本和能源的消耗，这一技术在近些年受到广泛关注。

CaMoO₄(CMO)是一种具有高微波性能的微波介质陶瓷，其原料成本较低，且不含有毒有害元素，但由于其烧结温度过高(约1100℃)导致其在实际应用中受到很大的限制。在本发明中，我们首次通过在CaMoO₄中添加Li₂MoO₄(LMO)实现了具有超低烧结温度(＜660℃)的微波介质陶瓷制备。制备的新型CMO-LMO陶瓷材料具有制备工艺简单、烧结温度低、无有毒有害元素等一系列优点。

发明内容

本发明提供了一种不含有毒有害元素的具有超低烧结温度和低介电常数的CMO-LMO微波陶瓷及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种微波介质陶瓷材料，其特征在于，该材料的化学组成为：CaMoO₄-xwt.％Li₂MoO₄，其中0.5≤x≤2.5，进一步优化选x的数值为1。

本发明上述不含有毒有害元素的具有超低烧结温度和低介电常数的微波介质陶瓷的制备方法为无压烧结工艺。具体包括以下步骤：

(1)分别合成CaMoO₄(CMO)和Li₂MoO₄(LMO)陶瓷粉体，粉体均通过固相反应制备。首先，将原料CaCO₃、MoO₃在120℃的条件下烘干，然后分别按照化学计量比称量，之后以无水乙醇作为介质通过行星式球磨机球磨10-12h，随后在100℃的条件下烘干；干燥后的混合物在850℃煅烧，以获得CMO粉体；

将原料MoO₃和Li₂CO₃在120℃的条件下烘干，然后分别按照化学计量比称量，之后以无水乙醇作为介质通过行星式球磨机球磨10-12h，随后在100℃的条件下烘干；干燥后的混合物在500℃煅烧，以获得LMO粉体；

(2)将煅烧后的CMO和LMO陶瓷粉体按化学计量比称量，以无水乙醇为介质通过行星球磨机球磨10–12h，然后100℃条件下烘干，以获得CMO-LMO粉体。