[发明专利]一种复相微波介质陶瓷及其冷烧结制备方法

说明书

一种复相微波介质陶瓷及其冷烧结制备方法，属于电子陶瓷技术领域。易溶于水的Li₂MoO₄作为助烧剂，有机物PTFE作为正温度系数调节剂被引入(Ca_0.65Bi_0.35)(Mo_0.65V_0.35)O₄体系，通过冷烧结方法在150℃和300MPa下，制备得到了一种复相微波介质陶瓷。该复相微波介质陶瓷具有低的介电常数和近零的谐振频率温度系数，在微波介质基板、谐振器等微波电子元器件中有广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于电子陶瓷材料技术领域，具体涉及一种具有低介电常数和近零谐振频率温度系数的复相微波介质陶瓷及其冷烧结制备方法。

背景技术

在现代无线通讯系统飞速发展的今天，用于制造天线、谐振器、电容器和滤波器等电子元件的微波介质陶瓷受到了广泛关注。由于电子元器件要工作在不同的环境中，对其温度稳定性提出了更高的要求。谐振频率温度系数(τ_f)是评价微波介质陶瓷温度稳定性的关键参数，τ_f值越接近于零，其温度稳定性越好。目前，微波介质陶瓷的烧结工艺主要是能量密集型的常规高温烧结(1000℃)，不能与低熔点电极(银、铝等)共烧结(900℃)，更不能直接与聚合物集成(200℃)。冷烧结技术(CSP)是一种新型超低温陶瓷烧结工艺，可以使许多陶瓷在极低的温度(300℃)甚至室温下致密化。

对于陶瓷基复合材料要实现陶瓷与聚合物之间的复合需要经过两步处理，先烧成陶瓷骨架再与聚合物进行复合，这种方法存在有机材料易团聚、复合不均匀和工艺繁琐等缺点。通过冷烧结技术可以实现陶瓷与聚合物的均匀复合，在较低的温度下同时实现陶瓷和有机物的致密化，并且可以通过使用有机材料对陶瓷的介电性能进行调控。

(Ca_0.65Bi_0.35)(Mo_0.65V_0.35)O₄(CBMVO)是一类具有高性能的微波介质陶瓷，但由于其粉体不溶于水，难以通过冷烧结技术制备。在本发明中，我们首次通过在CBMVO中添加Li₂MoO₄(LMO，极易溶于水)实现了CBMVO与有机材料聚四氟乙烯(PTFE)的冷烧结制备。基于冷烧结技术制备的新型CBMVO-LMO-PTFE复相陶瓷具有制备工艺简单、低成本、温度稳定性好等一系列优点。

发明内容

本发明提供了一种具有近零谐振频率温度系数的低介CBMVO-LMO-PTFE复相微波陶瓷及其冷烧结制备方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种具有近零谐振频率温度系数的低介CBMVO-LMO-PTFE复相微波陶瓷，其特征在于，该复相材料的化学组成为：(Ca_0.65Bi_0.35)(Mo_0.65V_0.35)O₄-5wt.％Li₂MoO₄-xwt.％PTFE，其中0.5≤x≤20，进一步优选PTFE的添加量为3wt.％。

本发明上述具有近零谐振频率温度系数和低介电常数的复相微波材料的制备方法为冷烧结工艺。具体包括以下步骤：