[发明专利]一种中温烧结低介微波介质陶瓷材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料科学领域，具体涉及一种中温烧结低介微波介质陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

近年来，随着移动通讯技术的迅速发展，对介质电容、谐振器与滤波器等微波元器件所用的微波介质陶瓷材料的要求日益增长。微波频段资源有限，工作频率逐渐向高频毫米波扩展，需要元器件使用具有低介电常数(ε_r<10)的微波介质陶瓷材料，以达到减少交叉耦合效应、降低信号延迟等目的。

Mg₂SnO₄陶瓷材料具有低介电常数(ε_r＝8.41)，低介电损耗(品质因子即Q×f值高达5×10⁴GHz)等优异介电特性，作为微波元器件介质材料具有广阔应用前景。目前主要集中在改性掺杂研究，如Chen YC等在《Materials Chemistry and Physics》2012年133期829页发表的“Enhancement microwave dielectric properties of Mg₂SnO₄ ceramics by substituting Mg²⁺with Ni²⁺”一文中，使用Ni掺杂的方法提高了Mg₂SnO₄陶瓷的品质因子，减少介电损耗。Zhou J等在《Journal of Materials Science∶Materials in Electronics》2014年第25卷第1期500页发表的“Enhanced effect of non-stoichiometry on the sinterability and microwave dielectric properties of Mg_2+xSnO₄ceramics”一文中，采用了Mg位非化学计量比的方法提高了Mg₂SnO₄陶瓷的烧结性能并降低其介电损耗。

然而目前研究的Mg₂SnO₄微波陶瓷较难烧结，烧结温度均高于1550℃，无法满足微波器件制造工艺中与低成本金属电极共烧的工艺要求，阻碍本体系的工业应用。本发明在Mg₂SnO₄陶瓷材料中引入LFV(LiF-Fe₂O₃-V₂O₅)复合烧结助剂，克服现有技术的不足，开发出一种能与70Ag/30Pd电极共烧的中温烧结的低介微波介质陶瓷材料。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种中温烧结低介微波介质陶瓷材料及其制备方法。

为解决技术问题，本发明的解决方案是：

提供一种中温烧结低介微波介质陶瓷材料，所述中温烧结低介微波介质陶瓷材料的化学表达式为(1-x)Mg₂SnO₄–xLFV，其中：复合烧结助剂LFV为LiF-Fe₂O₃-V₂O₅，x＝2～5wt％，所述LiF-Fe₂O₃-V₂O₅中是由原料LiF，Fe₂O₃和V₂O₅的质量含量比为4∶1∶2组成。

本发明中，还提供一种所述中温烧结低介微波介质陶瓷材料的制备方法，包括如下步骤：

步骤(1)：按摩尔比SnO₂∶MgO＝1∶2称取原料SnO₂和MgO，进行球磨混料4h，然后放入氧化铝坩埚中以1200℃进行烧制，然后球磨制得Mg₂SnO₄粉末；

步骤(2)：按质量含量比为LiF∶Fe₂O₃∶V₂O₅＝4∶1∶2称取原料LiF、Fe₂O₃和V₂O₅进行混合，得到复合烧结助剂LFV；