[发明专利]具有孪晶结构的超低损耗微波介质陶瓷材料及其制备方法

权利要求书

1.一种具有孪晶结构的超低损耗微波介质陶瓷材料，其特征在于：该陶瓷的组成通式为：Li_3+aMg_2-b/3X_1-2b/3Y_bO₆，其中，X为Nb⁵⁺或Ta⁵⁺，Y为Ti⁴⁺或Sn⁴⁺或Zr⁴⁺，0.03≤a≤0.12，0.05≤b≤0.12。

2.如权利要求1所述的一种具有孪晶结构的超低损耗微波介质陶瓷材料，其特征在于：所述微波陶瓷的原料包括碱式碳酸镁Mg(OH)₂·4MgCO₃·5H₂O，Li₂CO₃，Nb或Ta的氧化物，钛或锡或锆的氧化物。

3.如权利要求1所述的一种具有孪晶结构的超低损耗微波介质陶瓷材料，其特征在于：所述微波介质陶瓷材料晶相为有序正交相岩盐结构。

4.如权利要求1所述的一种具有孪晶结构的超低损耗微波介质陶瓷材料，其特征在于：所述微波陶瓷的烧成温度为1230～1300℃，其相对介电常数为9.8～17.6，Q×f值达到95000GHz～156000GHz，谐振频率温度系数τ_f在-33ppm/℃～-5ppm/℃之间。

5.一种具有孪晶结构的超低损耗微波介质陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：将碱式碳酸镁Mg(OH)₂·4MgCO₃·5H₂O，Li₂CO₃，Nb或Ta的氧化物，钛或锡或锆的氧化物，按照Li_3+aMg_2-b/3X_1-2b/3Y_bO₆，其中，X为Nb⁵⁺或Ta⁵⁺，Y为Ti⁴⁺或Sn⁴⁺或Zr⁴⁺，0.03≤a≤0.12，0.05≤b≤0.12的摩尔比进行备料，将得到的混合料以二氧化锆球为球磨介质，以无水乙醇为溶剂，按照混合料：磨球：乙醇的重量比为1:(5～7):(2～4)进行研磨5～8小时，最后得到混合均匀的混合物；

步骤2：球磨后的混合物在100℃下烘干并过60目筛，得到干燥粉体，然后在980～1050℃下预烧保温3～5h，得到样品烧块；

步骤3：将样品烧块粉碎，以二氧化锆球为球磨介质，以无水乙醇为溶剂，按照混合料：磨球：乙醇的重量比为1:(5～7):(2～4)研磨2～3小时，进行干燥、造粒处理，造粒尺寸控制在120目，将粒料放入成型模具中干压成型得到生坯；

步骤4：将步骤4得到的生坯于1230～1300℃的温度下烧结，保温4～6h，制得最终的微波介质陶瓷材料。

6.如权利要求5所述的一种具有孪晶结构的超低损耗微波介质陶瓷材料的制备方法，其特征在于：所述步骤1的碱式碳酸镁Mg(OH)₂·4MgCO₃·5H₂O原料纯度大于99.95％，Li₂CO₃，Nb或Ta的氧化物，钛或锡或锆的氧化物原料纯度大于99.99％。

7.如权利要求5所述的一种具有孪晶结构的超低损耗微波介质陶瓷材料的制备方法，其特征在于：所述步骤1和步骤3的球磨机为行星式球磨机。

8.如权利要求5所述的一种具有孪晶结构的超低损耗微波介质陶瓷材料的制备方法，其特征在于：所述步骤3的生胚成型压力为20MPa，生胚规格为Φ15mm×7mm的圆柱体。

9.根据权利要求5至8所述的任意一项制备方法得到的具有孪晶结构的超低损耗微波介质陶瓷材料。