本发明专利技术公开了一种可低温烧结微波介电陶瓷Li2MgNb2O7及其制备方法。（1）将纯度为99.9%以上的Li2CO3、MgO和Nb2O5的原始粉末按Li2MgNb2O7的组成称量配料；（2）将步骤（1）原料湿式球磨混合12小时，球磨介质为蒸馏水，烘干后在850℃大气气氛中预烧6小时；（3）在步骤（2）制得的粉末中添加粘结剂并造粒后，再压制成型，最后在900~930℃大气气氛中烧结4小时；所述的粘结剂采用质量浓度为5%的聚乙烯醇溶液，聚乙烯醇的添加量占粉末总质量的3%。本发明专利技术制备的陶瓷在900-930℃烧结良好，其介电常数达到25.6～26.3，品质因数Qf值高达79000-88000GHz，谐振频率温度系数小，在工业上有着极大的应用价值。
【技术实现步骤摘要】
可低温烧结微波介电陶瓷Li2MgNb207及其制备方法
本专利技术涉及介电陶瓷材料，特别是涉及在微波频率使用的介质基板等微波元器 件，以及陶瓷电容器或温度补偿电容器的介电陶瓷材料及其制备方法。
技术介绍
微波介电陶瓷是指应用于微波频段(主要是UHF和SHF频段)电路中作为介质材料 并完成一种或多种功能的陶瓷，在现代通讯中被广泛用作谐振器、滤波器、介质基片和介质 导波回路等元器件，是现代通信技术的关键基础材料，已在便携式移动电话、汽车电话、无 绳电话、电视卫星接受器和军事雷达等方面有着十分重要的应用，在现代通讯工具的小型 化、集成化过程中正发挥着越来越大的作用。 应用于微波频段的介电陶瓷，应满足如下介电特性的要求：（1)系列化介电常数 以适应不同频率及不同应用场合的要求；（2)高的品质因数Q值或介质损耗tan δ以 降低噪音，一般要求Qf > 3000 GHz; (3)谐振频率的温度系数^尽可能小以保证器件具有 好的热稳定性，一般要求_l〇/°C彡τ ,彡+10 ppm/°C。国际上从20世纪30年代末就有人 尝试将电介质材料应用于微波技术。 根据相对介电常数L的大小与使用频段的不同，通常可将已被开发和正在开发 的微波介质陶瓷分为4类。 (1)超低介电常数微波介电陶瓷，主要代表是Al203-Ti0 2、Y2BaCu05、MgAl204和 Mg2Si04等，其er<20,品质因数QXf> 50000GHz，^SlOppm/。C。主要用于微波基 板以及高端微波元器件。 (2 )低ε r和高Q值的微波介电陶瓷，主要是Ba〇-Mg〇-Ta205, Ba〇-Zn〇-Ta205或 Ba〇-Mg〇-Nb205，Ba〇-Zn〇-Nb205系统或它们之间的复合系统MWDC材料。其ε ^25?30， Q=(l?2) X 104(在f彡10 GHz下），τ , ~ 〇。主要应用于f彡8 GHz的卫星直播等微波 通信机中作为介质谐振器件。 (3)中等、和Q值的微波介电陶瓷，主要是以BaTi409、Ba2Ti 902Q和（Zr、Sn)Ti04 等为基的MWDC材料，其= 35?40, Q= (6?9) X103 (在f=3?一4GHz下)，5 ppm/° C。主要用于4?8 GHz频率范围内的微波军用雷达及通信系统中作为介质谐振器 件。 (4)高、而Q值较低的微波介电陶瓷，主要用于0.8?4GHz频率范围内民用移 动通讯系统，这也是微波介电陶瓷研究的重点。80年代以来，Kolar、Kato等人相继发现并 研究了类钙钛矿钨青铜型BaO - Ln203- Ti02系列（Ln=La、Sm、Nd或Pr等，简称BLT系）、 复合f丐钦矿结构CaO -Li20一Ln203一Ti02系列、铅基系列材料、CahLn^TiC^系等商ε ^微 波介电陶瓷，其中BLT体系的BaO - Nd203- Ti02材料介电常数达到90,铅基系列（Pb，Ca) Zr03介电常数达到105。 以上这些材料体系的烧结温度一般高于1300° C，不能直接与Ag和Cu等低熔点 金属共烧形成多层陶瓷电容器。近年来，随着低温共烧陶瓷技术（Low Temperature Co-fired Ceramics，LTCC)的发展和微波多层器件发展的要求，国内外的研究人员对一些低烧体系材 料进行了广泛的探索和研究，主要是采用微晶玻璃或玻璃-陶瓷复合材料体系，因低熔点 玻璃相具有相对较高的介质损耗，玻璃相的存在大大提高了材料的介质损耗。因此研制无 玻璃相的低烧微波介质陶瓷材料是当前研究的重点。 在探索与开发新型可低烧微波介电陶瓷材料的过程中，固有烧结温度低的Li基 化合物、Bi基化合物、钨酸盐体系化合物和碲酸盐体系化合物等材料体系得到了广泛关注 与研究，其中大量的探索研究集中在Li基二元或三元化合物上，并且开发出了如Li2Ti03、 Li2M〇04和Li2MTi30 8 (M=Mg或Zn)等系列性能良好的微波介质陶瓷等，但是可低烧的微波介 质陶瓷体系仍然比较有限，并且固有烧结温度低的单相微波介电陶瓷的^通常较大，不能 满足器件热稳定性的要求，这在很大程度上限制了低温共烧技术及微波多层器件的发展。 我们发现Li 2MgNb207陶瓷具有优异的综合微波介电性能同时烧结温度低于 940° C，可广泛用于各种介质基板等微波器件的制造，可满足低温共烧技术及微波多层器 件的技术需要。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种具有低损耗与良好的热稳定性，同时可低温烧结的微波 介电陶瓷材料及其制备方法。 本专利技术的微波介电陶瓷材料的化学组成为Li2MgNb20 7。 本微波介电陶瓷材料的制备方法步骤为： (1)将纯度为99. 9%以上的Li2C03、MgO和Nb205的原始粉末按Li 2MgNb207的组成称量 配料。 (2)将步骤（1)原料湿式球磨混合12小时，球磨介质为蒸馏水，烘干后在850°C大 气气氛中预烧6小时。 (3)在步骤（2)制得的粉末中添加粘结剂并造粒后，再压制成型，最后在 90(T93(TC大气气氛中烧结4小时；所述的粘结剂采用质量浓度为5%的聚乙烯醇溶液，聚乙 烯醇添加量占粉末总质量的3%。 本专利技术的有益技术效果：陶瓷烧结温度低，90(T93(TC烧结良好；其介电性能优 异，尤其是谐振频率温度系数近零，可以满足器件的热稳定性要求；品质因数Qf值高达 79000-88000GHZ，在工业上有着极大的应用价值。 【具体实施方式】 实施例： 表1示出了构成本专利技术的不同烧结温度的3个具体实施例及其微波介电性能。其制备 方法如上所述，用圆柱介质谐振器法进行微波介电性能的评价。 本陶瓷可广泛用于各种介质基板等微波器件的制造，可满足移动通信和卫星通信 等系统的技术需要。 表 1 :本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种可低温烧结的微波介电陶瓷，其特征在于所述微波介电陶瓷的化学组成为：Li2MgNb2O7；所述微波介电陶瓷的制备方法具体步骤为：（1）将纯度为99.9%以上的Li2CO3、MgO和Nb2O5的原始粉末按Li2MgNb2O7的组成称量配料；（2）将步骤（1）原料湿式球磨混合12小时，球磨介质为蒸馏水，烘干后在850℃大气气氛中预烧6小时；（3）在步骤（2）制得的粉末中添加粘结剂并造粒后，再压制成型，最后在900~930℃大气气氛中烧结4小时；所述的粘结剂采用质量浓度为5%的聚乙烯醇溶液，聚乙烯醇添加量占粉末总质量的3%。
【技术特征摘要】
1. 一种可低温烧结的微波介电陶瓷，其特征在于所述微波介电陶瓷的化学组成为： Li2MgNb207 ； 所述微波介电陶瓷的制备方法具体步骤为： (1) 将纯度为99. 9%以上的Li2C03、MgO和Nb205的原始粉末按Li 2MgNb207的组成称量 配料； (2) 将步骤（...
【专利技术属性】
技术研发人员：李洁，唐莹，方亮，
申请(专利权)人：桂林理工大学，
类型：发明
国别省市：广西;45
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