[发明专利]一种温度稳定型钛基尖晶石微波介质陶瓷及其低温制备方法

摘要

本发明公开了一种温度稳定型钛基尖晶石微波介质陶瓷及其低温制备方法。该微波介质陶瓷材料的化学组成式为：(100-y)wt%Li_(1+x/3)Zn_(0.5-0.5x)Ti_(1.5+x/6)O₄+ywt%B₂O₃，其中0.2≤x≤0.8;0.05≤y≤2；以纯度≥99%的Li₂CO₃、ZnO、TiO₂和B₂O₃为主要原料，先分别按Li_(1+x/3)Zn_(0.5-0.5x)Ti_(1.5+x/6)O₄配料，球磨混合后于900℃煅烧8h合主粉体，然后在主粉体中加入B₂O₃来降低其烧结温度，从而获得介电常数适中、Q×f高，谐振频率温度系数近零的LTCC微波介质材料。本发明制备的微波介质陶瓷，其烧结温度处于850~950℃，介电常数适中（25.2~32.5），Q×f值高（10500~24900GHz），谐振频率温度系数（τ_f）小；可用于谐振器、天线、滤波器等微波器件的制造。

主权项

一种温度稳定型钛基尖晶石微波介质陶瓷材料及其低温制备方法，其特征在于该微波介质陶瓷材料的化学组成式为：(100‑y)wt% Li_(1+x/3)Zn_(0.5‑0.5x)Ti_(1.5+x/6)O₄ + ywt%B₂O₃，其中0.2≤x≤0.8; 0.05≤y≤2，x为摩尔比，y为质量比；所述微波介质陶瓷材料的合成步骤为：（1）将纯度≥99%的Li₂CO₃、ZnO和TiO₂作为主要原料，先按Li_(1+x/3)Zn_(0.5‑0.5x)Ti_(1.5+x/6)O₄，其中0.2≤x≤0.8进行称量，然后混料；按照无水乙醇与粉体质量比为1：1的比例向粉体中加入无水乙醇，采用湿磨法混合4小时，磨细后在120～140℃下烘干，以80目的筛网过筛，过筛后压制成块状，然后以5℃/min的升温速率将压制的块状原料由室温分别升至900℃，并在此温度下保温8小时，制成主粉体；（2）将步骤（1）制成粉体按(100‑y)wt% Li_(1+x/3)Zn_(0.5‑0.5x)Ti_(1.5+x/6)O₄ + ywt%B₂O₃的配比将主粉体和B₂O₃混合成粉料，其中0.2≤x≤0.8; 0.05≤y≤2；按照无水乙醇与粉料质量比为1:1的比例向粉料中加入无水乙醇，放入尼龙罐中球磨4小时后取出，放入烘炉内在120～140℃下烘干，造粒后压制成直径为12mm厚度为6mm的小圆柱，于500～600℃排胶4小时，随炉冷却后得到瓷料，再将瓷料在850~950℃下烧结4小时即得到钛基温度稳定型LTCC微波介质陶瓷材料。