[发明专利]中温烧结复合铌酸盐高频介质陶瓷及其制备方法

说明书

技术领域

本发明关于电子信息材料与元器件领域，尤其涉及一种以中温烧结高频介质陶瓷及其制备方法。

背景技术

随着现代通信和电子技术的迅猛发展，对高频介质陶瓷材料及元器件的需求越来越大，要求越来越高。目前关于高频介质陶瓷材料的研究开发主要围绕以下几个方面开展：①追求低损耗的极限；②探索较高的相对介电常数或介电常数系列化；③追求近零或可调的温度系数。

随着电子陶瓷材料的不断发展，为满足不同应用，各种性能优异的新体系材料也不断涌现。铌/钽酸盐系陶瓷材料以其优异的介电性能近年来受到了研究者的广泛关注，针对不同体系，不同性能要求，国内外研究者开展了大量的研究工作，已取得不同程度的进展。ZnTiNb₂O₈属于ZnO-Nb₂O₅-TiO₂系陶瓷材料，最先由Baumgarte等人于1994年报道。随后Kim等人对(1-x)ZnNb₂O₆-xTiO₂系的相组成及其微波介电性能进行了研究，指出ZnTiNb₂O₈的微波介电性能为：Q×f＝42500GHz，ε_r＝34，τ_f＝-52×10^-6/℃。自Kim等人对其微波介电性能进行报道后，国内外还未见对其复合的报道。

现有技术的缺点是，介电常数有待进一步提高，温度系数不可调节。

本发明使之与TiO₂进行复合，测试了其在1MHz下的介电性能。

发明内容

本发明的目的是通过具有正、负电容量温度系数的ZnTiNb₂O₈和TiO₂两相陶瓷复合，采用传统固相合成法制备而成，提供一种中温烧结的高介电常数且介电常数系列化及电容量温度系数可调的高频介质陶瓷及其制备方法。

本发明通过以下技术方案予以实现。(下面是权利要求的重复，是形式需要)

中温烧结复合铌酸盐高频介质陶瓷，其原料组成及其摩尔百分比含量为(1-x)ZnTiNb₂O₈-xTiO₂，其中：0≤x≤0.85。

采用原料为ZnO、Nb₂O₅和TiO₂。

中温烧结复合铌酸盐高频介质陶瓷的制备方法，具有以下步骤：

(1)将ZnO、Nb₂O₅和TiO₂按(1-x)ZnTiNb₂O₈-xTiO₂化学式称量配料，其中：0≤x≤0.85；

(2)将步骤(1)配置好的原料混合，加入尼龙罐中，加入氧化锆球和无水乙醇，球磨2～6小时，再将球磨后的原料于红外干燥箱中烘干，过筛；

(3)将步骤(2)混合均匀的粉料在920℃煅烧2～6小时，合成前驱体；

(4)在步骤(3)合成的前驱体中加入石蜡作为粘合剂进行造粒，过筛后，再用粉末压片机以260MPa的压力压成生坯；

(5)将步骤(4)的生坯于1020～1170℃烧结1.5～6小时，制成复合铌酸盐高频介质陶瓷；

(6)将步骤(5)制得样品的上、下表面均匀地涂覆银浆，烧渗制备电极，焊接引线。

所述步骤(2)的料∶球∶水＝1∶1.6∶1.6，烘干温度为100℃。

所述步骤(5)烧渗制备电极的温度为840±20℃。

最佳实施方案具有以下步骤：

(1)将ZnO、Nb₂O₅和TiO₂按摩尔比0.55∶0.55∶1称量配料；

(2)将步骤(1)配置好的原料混合，加入尼龙罐中，加入氧化锆球和无水乙醇，球磨6小时，再将球磨后的原料于红外干燥箱中烘干，过筛；

(3)将步骤(2)混合均匀的粉料在920℃煅烧3小时，合成前驱体；

(4)将步骤(3)合成的前驱体中加入石蜡作为粘合剂进行造粒，过筛后，再用粉末压片机以260MPa的压力压成生坯；

(5)将步骤(4)的生坯于1080℃烧结6小时，制得复合铌酸盐高频介质陶瓷；