一种高品质因数钛酸镁基微波介质陶瓷的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高品质因数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进行配料，经球磨、烘干、过筛后添加7wt％石蜡进行造粒，再用粉末压片机制成生坯，生坯于1225℃～1300℃烧结，制成高品质因数MgTiO3基微波介质陶瓷。本发明专利技术采用反应烧结方式，简化了工艺，节省了能源，使得MgTiO3基微波介质陶瓷的品质因数得到明显提高(Qf～221711GHz)，并具有较低介电常数(εr～17.36)。

Preparation of Magnesium Titanate-based Microwave Dielectric Ceramics with High Quality Factor

The invention discloses a preparation method of high quality factor magnesium titanate-based microwave dielectric ceramics. Firstly, MgO and titanium dioxide are proportioned according to stoichiometric MgTiO3, then granulated by adding 7wt% paraffin after ball milling, drying and sieving, and then green compacts are sintered at 1225 ~1300 C to produce high quality factor MgTiO3-based microwave dielectric ceramics. The invention adopts reaction sintering method, simplifies the process, saves energy, improves the quality factor of MgTi3-based microwave dielectric ceramics (Qf-221711GHz) and has low dielectric constant (E r-17.36).

【技术实现步骤摘要】
一种高品质因数钛酸镁基微波介质陶瓷的制备方法
本专利技术属于一种以成分为特征的陶瓷组合物，具体涉及一种优化传统烧结工艺、具有超低损耗特性的MgTiO3基微波介质陶瓷材料的制备方法，
技术介绍
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。优化传统烧结工艺是进一步改善陶瓷介电性能的重要方法，通过选择合适的烧结工艺，进一步的提升MgTiO3基微波介质陶瓷的品质因数，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。
技术实现思路
本专利技术的目的，在于进一步改善MgTiO3基微波介质陶瓷的介电性能，优化传统烧结工艺，提供一种实现品质因数(Qf)突破220000的MgTiO3基微波介质陶瓷材料。本专利技术通过如下技术方案予以实现。一种高品质因数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，添加7wt％石蜡作为粘结剂，过80目筛进行造粒；(4)将步骤(3)过筛后的粉料用粉末压片机以3MPa的压力制成生坯；(5)将步骤(4)的生坯于1225℃～1300℃烧结，保温4小时，制成高品质因数MgTiO3基微波介质陶瓷。所述步骤(1)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(3)的生坯直径为10mm，厚度为5mm。所述步骤(5)的升温速率为5℃/min。本专利技术采用反应烧结方式，降低了工艺复杂度，节省了能源，使得MgTiO3基微波介质陶瓷的品质因数得到明显提高(Qf～221711GHz)，并具有较低介电常数(εr～17.36)。具体实施方式以下将结合具体实施例对本专利技术作进一步的详细描述，本专利技术不局限于下列实施例：实施例1、2、3首先，用电子天平称量MgO、TiO2，按摩尔比1:1配制MgTiO3原料，放入聚酯球磨罐中，加入去离子水和氧化锆球，混合后球磨6h，再于100℃烘干后过40目分样筛，所得粉料添加7wt％石蜡作为粘结剂，过80目筛进行造粒。将造粒后的粉料在3MPa下压制成Ф10×5mm的圆片生坯，生坯经5℃/min分别升至1225℃、1250℃、1300℃烧结，保温4h，制得MgTiO3基微波介质陶瓷材料。实施例1、2、3的区别仅在于烧结温度不同，其它制备工艺完全相同。对比实施例1、2、3(采用传统烧结方式)首先，用电子天平称量MgO、TiO2，按摩尔比1:1配制MgTiO3原料，放入聚酯球磨罐中，加入去离子水和氧化锆球，混合后球磨6h，再于100℃烘干后过40目分样筛。所得粉料再加入0.7wt％的PVA，混合后球磨12h，再于100℃烘干后过80目分样筛造粒。将造粒后的粉料在3MPa下压制成Ф10×5mm的圆片生坯，生坯经5℃/min分别升至1225℃、1250℃、1300℃烧结，保温4h，制得MgTiO3基微波介质陶瓷材料。对比实施例1、2、3的区别仅在于烧结温度不同，其它制备工艺完全相同。通过网络分析仪测试所得制品的微波介电性能。实施例1、2、3与对比实施例1、2、3的不同烧结温度及其微波介电性能详见表1。表1本专利技术并不局限于上述实施例，很多细节的变化是可能的，但这并不因此违背本专利技术的范围和精神。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高品质因数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，添加7wt％石蜡作为粘结剂，过80目筛进行造粒；(4)将步骤(3)过筛后的粉料用粉末压片机以3MPa的压力制成生坯；(5)将步骤(4)的生坯于1225℃～1300℃烧结，保温4小时，制成高品质因数MgTiO3基微波介质陶瓷。

【技术特征摘要】
1.一种高品质因数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，添加7wt％石蜡作为粘结剂，过80目筛进行造粒；(4)将步骤(3)过筛后的粉料用粉末压片机以3MPa的压力制成生坯；(5)将步骤(4)的生坯于1225℃～1300℃...

【专利技术属性】
技术研发人员：李玲霞，许振鹏，于仕辉，杜明昆，乔坚栗，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12