本發明專利技術提供的MgO-CoO-TiO2系微波介質材料及其制備方法，涉及電子信息材料與元器件技術領域，包括主料、副料、改性添加劑和燒結助劑，所述主料Mg(1-x)Cox?TiO3中0.03≤x≤0.1，副料Mg(2-y)ZnySiO4中0.001≤y≤0.05，改性添加劑為Nb2O5、Al2O3、MnO、SrO、CeO2中的一種或幾種，所述燒結助劑為ZnO、B2O3、SiO2、Li2O、Bi2O3中的一種或幾種。本發明專利技術所要解決的技術問題是提供一種MgO-CoO-TiO2系微波介質材料及其制備方法，有效提高品質因素，使得陶瓷能夠在較低溫度燒結下，保持良好介電性能的同時，擁有幾乎為零的溫度系數。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及電子信息材料與元器件
，特別是涉及一種MgO-CoO-TiO2系微波陶瓷介質材料的制備方法。
技術介紹
微波應用頻率正向更高頻率段發展，在毫米波、亞毫米波頻段內，具有適當的介電常數和極高的品質因數的溫度穩定性微波介質陶瓷是制造毫米波微波無源器件的基礎。MgTiO3陶瓷作為一種傳統的微波介質材料，在毫米波段仍然具有優異的微波介電性能相對介電常數(17)，品質因數(65000GHz)，損耗<3X10_4，但燒結溫度高達1450°C，這成為該材料大量投入生產的障礙，為此許多材料工作者對此做了大量的探索。其中盧正東等研 究了 CoTiO3含量對其微觀結構和微波介電性能的影響，研究發現摻雜適當的CoTiO3，可以適當的降低燒結溫度，調整燒結溫度范圍，同時很大程度上提高了 Q f值。當摻入量為10mol%，燒結溫度為1350°C時，MCT陶瓷具體優良的微波介電性能e r=18. 99，Q f =154000GHZ，諧振頻率溫度系數T f =-45ppm/°C。Jeong-Ho Sohn等研究表明，使用高純原料并長時間燒結的實驗條件下，用Co2+部分取代Mg2+得到(Mga95Coatl5)TiO3陶瓷具有優異的微波介電性能e r=16. 8，Q f = 230000GHZ，諧振頻率溫度系數x f = -54ppm/°C。總之，對于MgO-CoO-TiO2系微波介質材料來說，研究的主要方向是如何調節諧振頻率溫度系數符合COG標準，并有效降低燒結溫度，這成為本領域技術人員需要科研的一個技術方向。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是提供一種MgO-CoO-TiO2系微波陶瓷介質材料及其制備方法，有效提高品質因素，使得陶瓷能夠在較低溫度燒結下，保持良好介電性能的同時，擁有幾乎為零的溫度系數。為了解決上述問題，本專利技術公開了一種MgO-CoO-TiO2系微波陶瓷介質材料及其制備方法，包括主料、副料、改性添加劑和燒結助劑，所述主料Mg(1_x)Cox TiO3中0. 03 ^ X ^ 0.1，副料 Mg(2_y)ZnySiO4 中 0. 001 彡 y 彡 0. 05，改性添加劑為 Nb205、Al203、Mn0、SrO, CeO2中的一種或幾種，所述燒結助劑為ZnO、B203、Si02、Li20、Bi2O3中的一種或幾種。進一步地，按摩爾百分比計，主料含量為40 60mol %、副料含量為15 30mol%、改性添加劑含量為1. 6 13mol%、燒結助劑含量為2. 5 24mol%。進一步地,按摩爾份計,改性添加劑在整個陶瓷介質材料中的組成是MnO占0.1 0. 5mol%>Al2O3 占 I 6mol%>Nb2O5 占 0 2mol%、Sr0 占 0. 5 4mol%、Ce02 占 0 0. 5mol%,改性添加劑元素的組成形式為氧化物、氫氧化物、碳酸化合物或混合物。進一步地,按摩爾份計,燒結助劑在整個陶瓷介質材料中的組成是B2O3占1. 0 4.Omol%> SiO2 占 0 5. Omo 1%> ZnO 占1. 5 10. Omo 1%> Li2O 占 0 3. Omo 1%> Bi2O3 占 0 2mol%,燒結助劑元素的組成形式為氧化物、氫氧化物、碳酸化合物或混合物。進一步地，主料是將1%0、1102和(00按比例混合均勻后，在1050°C 1200°C溫度煅燒2. 5 5小時后獲得，主料元素的組成形式為氧化物、氫氧化物、碳酸化合物或混合物。進一步地，副料是將Mg0、Si02和ZnO按比例球磨混合均勻，在1050 1200°C煅燒2.5 5小時后獲得，副料元素的組成形式為氧化物、氫氧化物、碳酸化合物或混合物。進一步地，將微波陶瓷介質材料放入微波燒結窯或者電阻爐中，由室溫升高到最高溫度，再保溫，最后降溫到室溫，具體的，升溫過程是3 5小時，最高溫度為1050 1200°C，保溫過程是2 5小時。進一步地，獲得的陶瓷介質材料滿足COG特性要求，介電常數在10 20之間，當主料Mg(1_x)CoxTi03中X為0.1時此微波介質材料的Q f■為132000GHz，純MgTiO3的Q f為 65000。 綜上，本方案制備的微波陶瓷介質材料具備粒度分布均勻、分散性好，成型性工藝好、高品質因子的特性，該微波介質材料不含鉛Pb、鎘Cd、汞Hg、鉻Cr等有毒元素，符合環保要求。由于這種微波介質材料制備各種形狀的微波元器件，該元器件的瓷體晶粒生長均勻、致密、無雜質和少缺陷，應用于幾個至幾十GHz微波區域；由于該系統微波介質材料介電常數在10 20系列變化，介電常數溫度系數接近于0，其品質因數Q f很高，其微波元器件在高功率條件下發熱低，可在大功率下正常使用。具體實施例方式本專利技術所述的一種Mg0-Co0_Ti02系微波陶瓷介質材料，其主旨是調節微波介質材料的組成和配比，采用快速預燒固相法工藝，得到一種粒度分布均勻、分散性高、成型工藝好，高品質因數、環保的微波介質材料，該系統材料特別適用于微波介質元件的制備。本方案給出一種MgO-CoO-TiO2系微波陶瓷介質材料及其制備方法，包括主料、副料、改性添加劑和燒結助劑，所述主料Mg(1_x)Cox TiO3中0. 03彡X彡0. 1，副料Mg(2_y)ZnySi04中0. 001彡y彡0. 05，改性添加劑為Nb205、Al203、Mn0、SrOXeO2中的一種或幾種，所述燒結助劑為ZnO、B203、Si02、Li20、Bi203中的一種或幾種。下面通過實施例進一步闡述本專利技術的實質特點和顯著進步，然而本專利技術絕非僅限于所述的實施例。實施例1一種MgO-CoO-TiO2系微波陶瓷介質材料將純度為99. 0%以上的堿式碳酸鎂4MgC03 Mg (OH) 2 5H20 為 0. 19mol、TiO2 為 Imol 和 CoCO3 為 0. 03mol 混合，球磨均勻、烘干，過40目篩后，在IlOO0C ±20°C煅燒混合物2. 5h，即得主料Mga97Coaci3TiO315將純度為99. 0%以上的原材料，堿式碳酸鎂4MgC03 Mg(OH)2 5H20為0. 399mol，ZnO為0. 005mol, SiO2為Imol混合，球磨均勻、烘干，過40目篩后，在1150°C ±20°C煅燒混合物 2. 5h，即得副料 Mgu95Znacitl5SiCV將純度為99%以上的原材料，按預定比例混合ZnO、H3BO3和Li2CO3球磨均勻，然后預煅燒該混合物2. 5小時，即得燒結助劑。然后按預定比例在主料中添加副料、燒結助劑和改性添加劑，按
技術實現思路
所述的制備方法實施，配方如表I所不，其介電性能參數見表2。表IMgO-CoO-TiO2系微波介質材料配方權利要求1.一種MgO-CoO-TiO2系微波陶瓷介質材料及其制備方法，包括主料、副料、改性添加劑和燒結助劑，其特征在于所述主料Mg(1_x)Cox Ti03*0.03<x<0. 1，副料Mg(2_y)ZnySi04*O.001 ^ y ^ O. 05，改性添加劑為Nb205、Al203、Mn0、Sr0、Ce02中的本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種MgO?CoO?TiO2系微波陶瓷介質材料及其制備方法，包括主料、副料、改性添加劑和燒結助劑，其特征在于：所述主料Mg(1?x)Cox?TiO3中0.03≤x≤0.1，副料Mg(2?y)ZnySiO4中0.001≤y≤0.05，改性添加劑為Nb2O5、Al2O3、MnO、SrO、CeO2中的一種或幾種，所述燒結助劑為ZnO、B2O3、SiO2、Li2O、Bi2O3中的一種或幾種。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳仁政，宋蓓蓓，李凱，
申請(專利權)人：北京元六鴻遠電子技術有限公司，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。