【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于微波介电陶瓷材料领域，提供一种基于姜泰勒效应改善锌镁钛微波陶瓷性能的方法，制备得微波介电陶瓷材料具有低的介电常数和高稳定性，适合制造性能优异的陶瓷基板。
技术介绍
1、低温共烧陶瓷(low temperature co-fired ceramic，缩写ltcc)是目前实现电子器件小型化、集成化、轻型化及多功能化理想的技术手段。但ltcc基板对材料有一系列特殊的要求，如低烧结温度(≤950℃)、低介电常数、高q×f值和近零τf值等。
2、zn0.7mg0.3tio3作为一种新型电子材料，表现出性能优异、可靠性高等特点；但存在烧结温度高、烧结性差等问题，并且其稳定性亟需提高以满足更高标准的工业化需求。这就使得探索新的改善方法或进行材料设计成为必然的趋势。
3、在功能氧化物领域，jt扭曲是建立结构和电子特性之间奇特关系的绝佳工具。锰元素通常处于mn3+和mn4+的混合价态，其中mn4+可以形成不扭曲的[mno6]八面体结构。相反，高自旋mn3+的3d轨道电子构型为(t2g)3(eg)1时，会产生贾恩-泰勒畸变。这种几何畸变的两个较长和两个较短的mn-o轴键，通常会降低非线性分子系统的对称性和能量，并导致结构的无序和结构中的强应变。相对于理想晶体结构的偏离产生的变体往往会具有各向异性，也会显示出新的性能。
4、目前，采用常规固相法合成的zn0.7mg0.3tio3微波介电陶瓷材料具有高的介电损耗和高的谐振频率温度系数；为了改善其介电性能，本专利技术通过引入mn元素，使材料发生姜泰勒效应，
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供基于姜泰勒效应改善锌镁钛微波陶瓷性能的方法，使制备得到的锌镁钛微波介电陶瓷材料具有低的介电损耗和低的谐振频率温度系数，适合于制造性能优异的陶瓷基板。本专利技术采用zn0.7mg0.3tio3体系，通过引入mn元素，使材料发生姜泰勒效应，晶体结构发生畸变，阻碍离子迁移，增强了陶瓷的结构稳定性；最终，本专利技术利用姜泰勒效应改善了zn0.7mg0.3tio3微波陶瓷的介电性能，获得了介电常数为20.689，q×f＝50807.9，谐振频率温度稳定系数为-22.3ppm/℃的微波介电陶瓷材料，有望用于制造陶瓷基板。
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
3、一种基于姜泰勒效应改善锌镁钛微波陶瓷性能的方法，其特征在于，包括以下步骤：
4、a、以氧化锌粉体、氧化镁粉体、二氧化锰和二氧化钛粉体为原料，按zn0.7mg0.3ti1-xmn xo3(0<x≤0.12)组成分别称取原料并进行混合；其中，每一种原料由相同含量的氧化锌和氧化镁粉体及不同含量的二氧化钛和二氧化锰粉体构成，分别为含0.96％二氧化钛和0.04％二氧化锰粉体、0.92％二氧化钛和0.08％二氧化锰粉体、0.88％二氧化钛和0.12％二氧化锰粉体；
5、b、将混合后原料进行一次球磨，球磨结束后，将浆液干燥、研磨后得到前驱体粉体；
6、c、将前驱体粉体在850℃-950℃下煅烧2-4小时，得到预烧料；
7、d、将预烧料进行二次球磨，球磨结束后，将浆液干燥、研磨后得到zn0.7mg0.3ti1-xmnxo3(0<x≤0.12)粉体；
8、e、将zn0.7mg0.3ti1-xmnxo3(0<x≤0.12)粉体用聚乙烯醇粘合剂进行造粒，并在过筛后压块成型得到坯体；
9、f、将坯体在1150℃-1200℃下烧结4-6小时，使材料内部充分产生姜泰勒畸变，得到锌镁钛锰微波陶瓷材料。
10、进一步的，步骤a中，对于三种原料，二氧化锰粉体的含量不相同，使得陶瓷中产生的姜泰勒效应程度不同。
11、进一步的，步骤b与步骤d中，一次球磨与二次球磨均采用相同的湿式球磨，湿式球磨在行星式球磨机中进行，以去离子水与无水乙醇为溶剂、玛瑙珠为球磨介质进行湿式球磨，其中，原料与溶剂的质量比为1:1.5，溶剂中去离子水与无水乙醇的体积比为1:1，球磨时间为12小时。
12、进一步的，步骤b与步骤d中，干燥温度为85℃，干燥时间为24小时。
13、进一步的，步骤e中，粘合剂的用量为10-15ml；过筛的过程为：依次过40目与100目、取40目至100目之间的颗粒；压块成型的压力为15-20kg/cm2、时间为2-3分钟，压制成圆柱体状坯体。
14、基于上述技术方案，本专利技术的有益效果在于：
15、本专利技术提供一种基于姜泰勒效应改善锌镁钛微波陶瓷性能的方法，采用固相法，经过配料、一次球磨、预烧、二次球磨、造粒与高温烧结制备得到zn0.7mg0.3ti1-xmnxo3(0<x≤0.12)微波介电陶瓷；本专利技术通过引入mn元素，使材料发生姜泰勒效应，晶体结构发生畸变，阻碍离子迁移，增强了陶瓷的结构稳定性；最终，本专利技术利用姜泰勒效应改善了zn0.7mg0.3tio3微波陶瓷的介电性能，具体为：加入不同含量二氧化锰粉体(0.04～0.12％)，引发姜泰勒效应，使晶体结构产生不同程度的畸变，这能大大阻碍离子迁移，增强陶瓷的结构稳定性；最终，本专利技术获得了介电常数为20.689，q×f＝50807.9，谐振频率温度稳定系数为-22.3ppm/℃的微波介电陶瓷材料，有望用于制造性能优异的陶瓷基板；并且，采用本专利技术制备的微波介电陶瓷材料性能稳定，一致性好，有利于实现陶瓷基板的工业化生产。
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1.一种基于姜泰勒效应改善锌镁钛微波陶瓷性能的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.按权利要求1所述基于姜泰勒效应改善锌镁钛微波陶瓷性能的方法，其特征在于，步骤a中，对于三种原料，二氧化锰粉体的含量不相同，使得陶瓷中产生的姜泰勒效应程度不同。
3.按权利要求1所述基于姜泰勒效应改善锌镁钛微波陶瓷性能的方法，其特征在于，步骤b与步骤d中，一次球磨与二次球磨均采用相同的湿式球磨，湿式球磨在行星式球磨机中进行，以去离子水与无水乙醇为溶剂、玛瑙珠为球磨介质进行湿式球磨，其中，原料与溶剂的质量比为1:1.5，溶剂中去离子水与无水乙醇的体积比为1:1，球磨时间为12小时。
4.按权利要求1所述基于姜泰勒效应改善锌镁钛微波陶瓷性能的方法，其特征在于，步骤b与步骤d中，干燥温度为85℃，干燥时间为24小时。
5.按权利要求1所述基于姜泰勒效应改善锌镁钛微波陶瓷性能的方法，其特征在于，步骤e中，粘合剂的用量为10-15ml；过筛的过程为：依次过40目与100目、取40目至100目之间的颗粒；压块成型的压力为15-20Kg/cm2、时间为2-3分钟，压
...【技术特征摘要】
1.一种基于姜泰勒效应改善锌镁钛微波陶瓷性能的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.按权利要求1所述基于姜泰勒效应改善锌镁钛微波陶瓷性能的方法，其特征在于，步骤a中，对于三种原料，二氧化锰粉体的含量不相同，使得陶瓷中产生的姜泰勒效应程度不同。
3.按权利要求1所述基于姜泰勒效应改善锌镁钛微波陶瓷性能的方法，其特征在于，步骤b与步骤d中，一次球磨与二次球磨均采用相同的湿式球磨，湿式球磨在行星式球磨机中进行，以去离子水与无水乙醇为溶剂、玛瑙珠为球磨介质进行湿式球磨，其中，原料与溶剂...
【专利技术属性】
技术研发人员：樊亮晨，廖宇龙，李元勋，李颉，向全军，张岱南，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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