[发明专利]一种高Q值锂镁钛系微波介质陶瓷

说明书

技术领域

本发明属于一种以成分为特征的陶瓷组合物，特别涉及一种新型高Q值(品质因数)锂镁钛(Li₂Mg₃TiO₆)系微波介质陶瓷及其制备方法。

背景技术

微波介质陶瓷(MWDC)主要应用于300MHz-300GHz的微波频率波段，用作谐振器、滤波器、介质天线、介质导波回路等微波元器件，可应用于移动通讯、卫星通讯和军用雷达等领域方面，因此微波介质陶瓷在国防以及商业应用上有极大的发展空间和市场。理想的微波介质陶瓷应具有高的介电常数、高的品质因数以及接近零的谐振频率温度系数的微波介质陶瓷材料。当今通信信息量在不断增加，微波介质陶瓷在现代通信工具的小型化、集成化过程中正发挥着越来越大的作用，所以亟需寻找介电性能优异的微波介质陶瓷以适应微波移动通讯的发展。

Li₂Mg₃TiO₆系微波介质陶瓷是近来刚开发的新型微波介质陶瓷，其具有良好的微波介电性能，介电常数为15.2，品质因数为152000GHz，谐振频率温度系数为-39ppm/℃。目前对Li₂Mg₃TiO₆系微波介质陶瓷制备方法和改性的研究的报道较少。

发明内容

本发明的目的，是为进一步提高微波介质陶瓷的微波介电性能，提供一种新型的高Q值锂镁钛(Li₂Mg₃TiO₆)系微波介质陶瓷材料(Li_2.1Mg₃Ti_1-xSn_xO₆)。本发明以Li₂CO₃、MgO、TiO₂为主要原料，以适量四价金属Sn⁴⁺离子取代Ti⁴⁺离子，并且采用5％mol Li元素过量，制备出高品质因数Q×f锂镁钛系微波介质陶瓷。

本发明通过如下技术方案予以实现：

一种高Q值锂镁钛系微波介质陶瓷，其组成为Li_2.1Mg₃Ti_1-xSn_xO₆，其中0.02≦x≦0.08；

上述锂镁钛陶瓷Li_2.1Mg₃Ti_1-xSn_xO₆的制备方法，具有以下步骤：

(1)将Li₂CO₃、MgO、TiO₂、SnO₂原料，按Li_2.1Mg₃Ti_1-xSn_xO₆，其中0.02≦x≦0.08配料；按原料：去离子水：磨球＝2:16:15的质量比加入聚酯罐中，在球磨机上球磨8小时；

(2)将步骤(1)球磨后的原料置于干燥箱中于120℃烘干，烘干后过40目筛，获得颗粒均匀的粉料；

(3)将步骤(2)混合均匀的粉料在1000℃煅烧4小时；

(4)在步骤(3)煅烧后的陶瓷粉料放入聚酯罐中，加入去离子水和氧化锆球后，在球磨机上球磨6小时；烘干后在陶瓷粉料中外加重量百分比为6～8％的石蜡作为粘合剂进行造粒，过80目筛，再用粉末压片机成型为坯体；

(5)将步骤(4)的坯体置于相同粉料中埋烧，于1325～1400℃烧结，保温6小时，制得高Q值Li₂Mg₃TiO₆系微波介质陶瓷。

(6)测试制得的微波介质陶瓷的微波介电性能。

所述步骤(1)的Li₂CO₃、MgO、TiO₂、SnO₂原料的纯度大于98％。

所述步骤(5)的烧结温度为1375℃，保温6小时。

所述高Q值锂镁钛系微波介质陶瓷Li_2.1Mg₃Ti_1-xSn_xO₆，是采用5％mol Li元素过量的方式以防止大于1300℃烧结时Li挥发。