[发明专利]一种低温共烧陶瓷材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种低温共烧陶瓷材料及其制备方法，所述低温共烧陶瓷材料为四方晶系结构的NaBi_xLa_(1‑x)(MoO₄)₂，其中0.2≤x≤0.8，平均粒径为30‑60nm。本发明所制备的低温共烧钼酸盐复合陶瓷材料具有较高的介电常数(εr＞10)，极小的介电损耗(Qf＞5000GHz)，极低的谐振频率温度系数(TCF≈0ppm/℃)和较低的烧结温度(低于常见金属Ag、Cu和Al等的熔点)，不与Ag等发生反应，可用作LTCC基板、封装材料的基料，以及作为微波介质陶瓷用于多种电子元器件，如谐振器、滤波器等。

技术领域

本发明属于微波介质陶瓷技术领域，涉及一种低温共烧陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

微波介质陶瓷是主要应用于微波频段(主要是300MHz～300GHz，对应的电磁波长为1m～1mm)电路中，并在电路中发挥一种或多种功能的介质陶瓷材料，是现代通讯电子元器件(谐振器、振荡器、滤波器、介质波导回路、介质天线等)广泛使用的关键材料。随着电子线路向微型化、集成化和高频化方向发展，信息技术领域对电子元件提出了尺寸微小、集成度高、成本低的要求。

采用低温共烧陶瓷技术(Low Temperature Co-fired Ceramic，LTCC)是将低温烧结陶瓷粉制成厚度精确而致密的生瓷带，在生瓷带上利用激光打孔、微孔注浆、精密导体浆料印刷等工艺制出所需要的电路图形，并将多个无源元件埋入其中，然后叠压在一起，在900℃以下烧结，可以实现电子元件的高集成度封装，但普通的微波介质陶瓷烧结温度太高(高于常见金属的熔点)，不能与金属共烧，难以应用于低温共烧陶瓷技术中，导致微波介质陶瓷材料的应用受到了很大的限制。为了克服这一难题，开发低温共烧微波介质陶瓷粉体材料是很有必要的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种低温共烧钼酸盐复合陶瓷粉及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：

提供一种低温共烧陶瓷材料，所述低温共烧陶瓷材料为四方晶系结构的NaBi_xLa_(1-x)(MoO₄)₂，即钼酸铋钠与钼酸镧钠晶格替代型复合物，其中0.2≤x≤0.8，平均粒径为30-60nm。

本发明还提供上述低温共烧陶瓷材料的制备方法，其包括以下步骤：

1)将五水合硝酸铋和六水硝酸镧溶解于乙醇溶液中，得到溶液Ⅰ；

2)将钼酸钠溶解于水和乙醇的混合溶剂中，然后加入聚乙二醇，得到溶液Ⅱ；

3)在强烈搅拌下将步骤1)所得溶液Ⅰ和步骤2)所得溶液Ⅱ混合，并搅拌均匀得到混合液，然后将所得混合液转入水热反应釜中进行水热反应，随后将反应釜自然冷却至室温，产物离心过滤并用去离子水洗涤、干燥后得到低温共烧陶瓷材料。

按上述方案，步骤1)所述五水合硝酸铋与六水硝酸镧的摩尔比为0.25-4:1；所述溶液Ⅰ中五水合硝酸铋浓度为0.05-0.5mol/L。

按上述方案，步骤2)所述混合溶剂中水和乙醇的体积比1:1-2，钼酸钠与聚乙二醇的质量比为1:0.2-1，溶液Ⅱ中钼酸钠的浓度为0.2-1mol/L。

优选的是，步骤2)所述聚乙二醇分子量为400-2000。

按上述方案，步骤3)所述混合液中五水合硝酸铋与六水硝酸镧的摩尔量之和与钼酸钠的摩尔比为1:2。

优选的是，步骤3)所述混合液中水的体积含量低于30％。

按上述方案，步骤3)所述水热反应条件为130-180℃下反应1-12h。