[发明专利]一种低温烧结的磁电复合陶瓷材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料科学领域，具体涉及一种低温烧结的磁电复合陶瓷材料的制备方 法。

背景技术

近年来，随着无线通讯和信息技术的飞速发展，要求电子器件具有高频特性、小型 化和高机动性，这就要求相应的电子材料具有多功能特性，例如，光电特性、磁电特性、柔 性介电结合体等。其中具有磁电特性的磁电复合材料尤为备受关注。采用具有高介电常数和 高磁导率的介质作为基片可以在不改变微波器件和天线设计的情况下，极大地减小器件和天 线的尺寸，除天线外此类材料还能广泛地应用在容-感复合元件、军工和民用的振荡器、混 频器、变频器、功率分配器、功率合成器、功率放大器、滤波器等微波器件。将多个不同类 型、不同性能的无源元件集成在一个封装系统内有多种方法，主要有低温共烧陶瓷(LTCC)技 术、膜技术、硅片半导体技术、多层电路板技术等。从技术成熟程度、产业化程度以及应用 广泛程度等角度来评价，目前，LTCC技术是无源集成的主流技术。所谓LTCC技术，就是 将低温烧结陶瓷粉制成精确厚度而且致密的生瓷带，在生瓷带上利用激光打孔、微孔注浆、 精密导体浆料印刷等工艺制出所需要的电路图形，并将多个无源元件埋入其中，然后叠压在 一起，在低温下烧结，制成三维电路网络的无源集成组件，也可制成内置无源元件的三维电 路基板，在其表面可以贴装有源器件，制成无源/有源集成的功能模块。然而，目前大部分 的磁电复合材料的烧结温度很高，均高于银电极的熔点(960℃)，无法满足采用银电极的低 温共烧陶瓷技术(LTCC)的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备工艺简单、制备温度低的低温烧结的磁电复合陶瓷 材料的制备方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是： 1)首先，按化学通式Ni_0.37Cu_0.20Zn_0.43Fe_1.92O_3.88，取分析纯的NiO，CuO，ZnO和Fe₂O₃配 制后球磨4小时，然后烘干，过筛，压块，经800℃预烧3小时，将所得块状样品粉碎后过 120目筛得到Ni_0.37Cu_0.20Zn_0.43Fe_1.92O_3.88粉体； 2)其次，按化学通式BaFe_0.5Nb_0.5O₃，取分析纯的BaCO₃，Fe₂O₃和Nb₂O₅配制后球磨4小 时，然后烘干，过筛，压块，经1250℃预烧3小时，然后将所得块状样品粉碎后过120目 筛得到BaFe_0.5Nb_0.5O₃粉体； 3)制备BaCu(B₂O₅)粉体：按化学通式BaCu(B₂O₅)，取分析纯的Ba(OH)₂，CuO和H₃BO₃配 制后球磨4小时，然后烘干，过筛，压块，经800℃预烧3小时，将所得块状样品粉碎后过 120目筛得到BaCu(B₂O₅)粉体； 4)按xNi_0.37Cu_0.20Zn_0.43Fe_1.92O_3.88/(1-x)BaFe_0.5Nb_0.5O₃的体积比将Ni_0.37Cu_0.20Zn_0.43Fe_1.92O_3.88和 BaFe_0.5Nb_0.5O₃粉体混合均匀得混合粉体，0.2≤x≤0.8； 5)在上述混合粉体中加入其质量3％-6％的BaCu(B₂O₅)粉体混合均匀，再加入混合粉体质量 8％～15％的PVA粘合剂，经60目与120目筛网过筛，得到所需复合材料的混合粉末； 6)将复合材料的混合粉末按需要压制成型，在550℃，保温4小时排除粘合剂PVA，在 920-950℃下烧结0.5～2小时成瓷得到磁电复合材料。