本发明专利技术公开了一种低温烧结陶瓷材料及其制备方法和应用；该陶瓷材料的化学组成为NaBi(WO4)2；该陶瓷材料是以Na2CO3、Bi2O3、WO3为原料，经球磨、预烧、造粒、压制成型、烧结制备而成。该低温烧结陶瓷材料可在625℃～800℃条件完成致密化，能够与铝、金内电极匹配共烧，并且具有较高品质因数、适宜的介电常数和接近零的谐振频率温度系数，可以较好的应用于LTCC器件或ULTCC器件。或ULTCC器件。或ULTCC器件。
【技术实现步骤摘要】
一种低温烧结陶瓷材料及其制备方法和应用
[0001]本专利技术属于陶瓷材料
，具体地，涉及一种低温烧结陶瓷材料及其制备方法和应用。
技术介绍
[0002]低温共烧陶瓷(Low Temperature Cofired Ceramics，LTCC)是指能够在较低温度(＜950℃)下与具有优良电导性能的Au、Ag、Cu等金属或合金电极材料共烧以获得功能元器件或封装基板的陶瓷材料。低温共烧陶瓷(LTCC)技术通过将器件、线路、电极、基板、元件进行堆叠、共烧实现集成化和小型化，满足了电子产业发展的需要。如由于叠层共烧的内电极银的熔点为961℃，因此，LTCC工艺需要陶瓷材料的烧结温度低于960℃，而超低温共烧陶瓷(ULTCC)一般要求烧结温度低于660℃。除此之外，陶瓷材料还需要具有较高的Q
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f值(>5000)、适宜的介电常数和接近零的谐振频率温度系数。现有的低温烧结陶瓷材料不能满足上述的综合要求。
技术实现思路
[0003]为解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种低温烧结陶瓷材料及其制备方法和应用。该低温烧结陶瓷材料可在625℃～800℃条件完成致密化，能够与铝、金内电极匹配共烧，并且具有较高品质因数、适宜的介电常数和接近零的谐振频率温度系数，可以较好的应用于LTCC器件或ULTCC器件。
[0004]为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本专利技术通过以下技术方案实现：
[0005]一种低温烧结陶瓷材料，其化学组成为NaBi(WO4)2；该陶瓷材料是以Na2CO3、Bi2O3、WO3为原料，经球磨、预烧、造粒、压制成型、烧结制备而成。
[0006]进一步的，该低温烧结陶瓷材料的相对密度为94％～96％，介电常数为13～15，品质因数Q
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f为12000～18000GHz，谐振频率温度系数为
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22.56～
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0.446ppm/℃。
[0007]进一步的，该低温烧结陶瓷材料与铝、金电极在625℃～800℃条件下匹配共烧。
[0008]本专利技术进一步提供了一种低温烧结陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：
[0009](1)制备NBW粉体：按照低温烧结陶瓷材料的化学组成NaBi(WO4)2中各元素的摩尔比称量Na2CO3、Bi2O3、WO3，将原料混合充分后进行球磨，球磨后烘干，然后进行预烧，得到NBW粉体；
[0010](2)制备低温烧结陶瓷材料：将步骤(1)得到的NBW粉体进行球磨，然后进行烘干、造粒和过筛，将过筛后的混合粉料压制成型，最后经过烧结得到该低温烧结陶瓷材料。
[0011]进一步的，步骤(1)和步骤(2)中的球磨时间分别为2h～5h，步骤(1)和步骤(2)中的烘干温度分别为80℃～100℃。
[0012]进一步的，步骤(2)中的过筛为过30目的筛网。
[0013]进一步的，步骤(1)中的预烧温度为500～550℃，预烧时间为10h～12h，步骤(2)中的烧结温度为625～800℃，烧结时间为1h～4h。
[0014]进一步的，步骤(2)中所述的造粒是将烘干后的粉体与质量分数为5％的聚乙烯醇水溶液混合，然后制成球形颗粒。
[0015]进一步的，步骤(2)中，过筛后的混合粉料被压制成直径为10mm、厚度为5～6mm的素坯，压制过程的压力为1.5Mpa。
[0016]本专利技术进一步提供了该低温烧结陶瓷材料在LTCC器件或ULTCC器件上的应用。
[0017]本专利技术的有益效果是：
[0018]本专利技术的低温烧结陶瓷材料是采用Na2CO3、Bi2O3、WO3为原料，通过固相合成法制备而成；该陶瓷材料的烧结温度为625℃～800℃，实现低温烧结。且该低温烧结陶瓷材料为多晶材料，可在625℃～800℃条件下完成致密化，并与铝和金共烧而不反应，从而能够匹配贱金属的铝或贵金属的金作为内电极；而且，该低温烧结陶瓷材料具有适宜的介电常数、较高的品质因数以及近零的谐振频率温度系数。
[0019]相比于现有技术，本专利技术的低温烧结陶瓷材料具有较为优异的综合性能，可以较好的应用于LTCC器件或ULTCC器件，满足低温或超低温共烧要求以及微波介质材料综合性能高要求。
附图说明
[0020]图1为550℃预烧保温12h的NBW粉体的XRD图和650℃烧结2h制备得到的低温烧结陶瓷材料的XRD图。
[0021]图2为不同烧结温度下保温2h制备得到的低温烧结陶瓷材料的扫描电镜照片。
[0022]图3为NBW粉体与Au、Ag、Al粉体共烧后的XRD图。
具体实施方式
[0023]下面对本专利技术的较佳实施例进行详细阐述，以使本专利技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本专利技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0024]本专利技术提供了一种低温烧结陶瓷材料，其化学组成为NaBi(WO4)2；该陶瓷材料是以Na2CO3、Bi2O3、WO3为原料，经球磨、预烧、造粒、压制成型、烧结制备而成。
[0025]该低温烧结陶瓷材料的相对密度为94％～96％，介电常数为13～15，品质因数Q
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f为12000～18000GHz，谐振频率温度系数为
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22.56～
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0.446ppm/℃。
[0026]该低温烧结陶瓷材料能够与铝、金电极在625℃～800℃条件下匹配共烧。
[0027]该低温烧结陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：
[0028](1)制备NBW粉体：按照低温烧结陶瓷材料的化学组成NaBi(WO4)2中各元素的摩尔比称量Na2CO3、Bi2O3、WO3，将原料混合充分后利用行星球磨机进行球磨，球磨时间为2h～5h，球磨后烘干，烘干温度为80℃～100℃，然后进行预烧，预烧温度为500～550℃，预烧时间为10h～12h，预烧后得到NBW粉体；
[0029](2)制备低温烧结陶瓷材料：将步骤(1)得到的NBW粉体利用行星球磨机进行球磨，球磨时间为2h～5h，然后进行烘干，烘干温度为80℃～100℃，再将烘干后的粉体与质量分数为5％的聚乙烯醇水溶液混合，制成球形颗粒，造粒完成后过30目筛网，将过筛后的混合粉料采用单向压机压制成直径为10mm、厚度为5～6mm的素坯，压制过程的压力为1.5Mpa，将压制后的胚体排胶后在625～800℃的温度条件下烧结1h～4h，得到该低温烧结陶瓷材料；
烧结过程中采用氧化铝坩埚罩住胚体，以减少胚体中易挥发成分的挥发。
[0030]本专利技术的低温烧结陶瓷材料可以应用于LTCC器件或ULTCC器件上，包括元件、功能器件、基板、电极等。
[0031]以下的实施例将对本专利技术作进一步的说明，但并不因此限制本专利技术。其中，实施例中所采用的原料Na2CO3、Bi2O3、WO3为分析纯，实施例中所使用的行星球磨机来源于南京大学仪器厂，型号为QM3
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SP2，球磨罐中的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种低温烧结陶瓷材料，其特征在于：该陶瓷材料的化学组成为NaBi(WO4)2；该陶瓷材料是以Na2CO3、Bi2O3、WO3为原料，经球磨、预烧、造粒、压制成型、烧结制备而成。2.根据权利要求1所述的一种低温烧结陶瓷材料，其特征在于：该低温烧结陶瓷材料的相对密度为94％～96％，介电常数为13～15，品质因数Q
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f为12000～18000GHz，谐振频率温度系数为
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22.56～
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0.446ppm/℃。3.根据权利要求1所述的一种低温烧结陶瓷材料，其特征在于：该低温烧结陶瓷材料与铝、金电极在625℃～800℃条件下匹配共烧。4.一种权利要求1至3任一项所述的低温烧结陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)制备NBW粉体：按照低温烧结陶瓷材料的化学组成NaBi(WO4)2中各元素的摩尔比称量Na2CO3、Bi2O3、WO3，将原料混合充分后进行球磨，球磨后烘干，然后进行预烧，得到NBW粉体；(2)制备低温烧结陶瓷材料：将步骤(1)得到的NBW粉体进行球磨，然后进行烘干、...
【专利技术属性】
技术研发人员：张甦，龚建，李启迪，仇利民，杨涛，
申请(专利权)人：苏州晶讯科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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