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一種Ti基LTCC微波介電陶瓷材料及其制備方法與流程

文檔序號:12394984閱讀:來源:國知局

技術特征:

1.一種Ti基LTCC微波介電陶瓷材料,其特征在于:包括主晶相(Mg,Co)2TiO4,次晶相Li2TiO3以及另相(Mg,Co)TiO3三種不同的晶相,由基料和助熔劑通過固相反應制得;

其基料的原料組成為(Mg0.95Co0.05)2TiO4:Li2TiO3按重量百分比為43~44%:57~56%;所述(Mg0.95Co0.05)2TiO4其原料組成按照摩爾比為MgCO3:Co2O3:TiO2=1.9:0.05:1;所述Li2TiO3其原料組成按照摩爾比為Li2CO3:TiO2=1:1;

助熔劑為Li2CO3-MgO-ZnO2-H3BO3-SiO2即LMZBS玻璃,占總重量百分比為0.5~2wt%;其原料組成按摩爾比為Li2CO3:MgO:ZnO2:H3BO3:SiO2=1-1.2:0.9-1.1:0.9-1.1:0.8-1:0.9-1.1。

2.如權利要求1所述Ti基LTCC微波介電陶瓷材料,其特征在于:燒結溫度為900~950℃,介電常數16.6~17.1,Q×f值88400~125800GHz,諧振頻率溫度系數1.3~5.1ppm/℃。

3.如權利要求1所述Ti基LTCC微波介電陶瓷材料的制備方法,包括以下步驟:

步驟1、按照摩爾比MgCO3:Co2O3:TiO2=1.9:0.05:1稱料配置(Mg0.95Co0.05)2TiO4的原料;按照摩爾比Li2CO3:TiO2=1:1稱料配置Li2TiO3的原料;將配好的(Mg0.95Co0.05)2TiO4和Li2TiO3原料分別進行一次球磨混料均勻,再分別烘干備用;

步驟2、將步驟1所得的(Mg0.95Co0.05)2TiO4烘干料過篩后放入坩堝中壓實,按2~3℃/分鐘的升溫速率升至1150~1200℃進行預燒,保溫2~3小時,隨爐冷卻得到(Mg0.95Co0.05)2TiO4預燒料;將步驟1所得的Li2TiO3烘干料過篩后放入坩堝中壓實,按2~3℃/分鐘的升溫速率升至800~850℃進行預燒,保溫2~3小時,隨爐冷卻得到Li2TiO3預燒料;再將兩種預燒料分別放入研缽中磨細備用;

步驟3、按摩爾比Li2CO3:MgO:ZnO2:H3BO3:SiO2=1-1.2:0.9-1.1:0.9-1.1:0.8-1:0.9-1.1配料,然后濕混烘干后裝入坩堝,按2~5℃/分在燒結爐中升溫到1350~1400℃,保溫2~4小時后直接從爐中取出倒入常溫去離子水中淬冷得到LMZBS玻璃渣,然后將其烘干磨細得到LMZBS玻璃助熔劑;

步驟4、將步驟2制得的預燒料按照重量百分比(Mg0.95Co0.05)2TiO4:Li2TiO3=43~44%:57~56%進行配料混合得到混合料,然后加入占混合料總質量百分比0.5~2wt%的步驟3所得助熔劑,三者一起于球磨機中進行二次球磨混合均勻,再烘干備用;

步驟5、將步驟4制得的粉料產物加入占其質量百分比為10%~30%的PVA溶液作為粘結劑,進行造粒并干壓成型;

步驟6、將步驟5所得的產物放入燒結爐中,按2~3℃/分鐘的升溫速率升至250~350℃并保溫2~3小時,再繼續升溫至500~550℃并保溫2~4小時;然后再按2~4℃/分鐘的升溫速率升至900℃~950℃進行燒結,并保溫2~4小時后,再按2~4℃/分鐘的降溫速率降至500~550℃,最后隨爐冷卻得到超低損耗LTCC微波介電陶瓷材料。

4.如權利要求4所述Ti基LTCC微波介電陶瓷材料的制備方法,其特征在于:所述步驟5中PVA溶液的濃度為8~10%。

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