[发明专利]一种低温烧结无铅系微波介质陶瓷及其制备方法

摘要

本发明提供了一种低温烧结无铅系微波介质陶瓷及其制备方法。具体是以(Cax，Mg1‑x)TiO3粉体为基料，通过调整Mg/Ca比实现介电常数连续可调；通过添加CaO‑Al2O3‑B2O3‑SiO2系微晶玻璃实现陶瓷材料的800‑900℃低温烧结。首先合成(Cax，Mg1‑x)TiO3陶瓷粉体，再合成CaO‑Al2O3‑B2O3‑SiO2系微晶玻璃；然后经过球磨、配料、流延、成型、排胶后，烧结，再退火，获得性能优异的低损耗多层陶瓷介质材料。本发明采用厚膜流延成型微晶玻璃/陶瓷生坯，多层叠压后低温烧结制成陶瓷基片，降低了材料的介电损耗，介电常数9‑35可调，10MHz下tanδ<0.0002，1‑10GHz下tanδ<0.0015；实现了低温烧结，并配合Ag‑Pd电极使用，利于工业化生产。

主权项

一种低温烧结无铅系微波介质陶瓷，其特征在于所述陶瓷是复合材料，由下述质量百分含量的原料制成：(Cax，Mg1‑x)TiO3：                             10‑60wt％；CaO‑Al2O3‑B2O3‑SiO2系微晶玻璃：               40‑90wt％；式中：0＜x＜1；所述低温烧结无铅系微波介质陶瓷是按照以下方法制备的：(a)制备所述的(Cax，Mg1‑x)TiO3陶瓷粉料，其中0＜x＜1，具体为：将原料CaCO3、MgCO3、TiO2按照配方通式(Cax，Mg1‑x)TiO3配料，把所述粉料混合均匀后在温度为1100～1300℃下烧制成(Cax，Mg1‑x)TiO3细晶粉末，然后将该(Cax，Mg1‑x)TiO3细晶粉末经破碎、湿法球磨，得到平均粒径为0.5～5μm的(Cax，Mg1‑x)TiO3陶瓷粉料；(b)制备所述的CaO‑Al2O3‑B2O3‑SiO2系微晶玻璃，具体为：按照CaO‑Al2O3‑B2O3‑SiO2系微晶玻璃的质量百分比配方称取原料，所述原料中的CaO为10～40wt％，Al2O3为5～20wt％，B2O3为10～30wt％，SiO2为30～60wt％；将各组成原料混合均匀后，置于铂金坩埚内于1350～1550℃熔融；将熔融玻璃倒入蒸馏水中得到透明、无析晶的玻璃碎渣，烘干后球磨成玻璃细粉；然后往上述玻璃细粉中添加复合晶核剂进行湿法球磨，其中所述晶核剂用量为1‑2wt％；通过控制烧成制度与退火实现玻璃析晶，得到CaO‑Al2O3‑B2O3‑SiO2系微晶玻璃，采用湿法球磨并烘干后得到CaO‑Al2O3‑B2O3‑SiO2系微晶玻璃粉料；(c)将上述步骤(a)得到的所述(Cax，Mg1‑x)TiO3陶瓷粉料与步骤(b)得到的所述CaO‑Al2O3‑B2O3‑SiO2系微晶玻璃粉料按配比混合均匀；然后在该混合物中加入有机流延体系制备出优质的浆料，流延成型微波介质陶瓷生瓷带；(d)将上述步骤(c)得到的所述微波介质陶瓷生瓷带进行剪裁，印刷Ag‑Pd线路图形并叠合热压，然后置于硅碳棒炉内，于800～900℃烧结，冷却后取出，得到所述的无铅系微波介质陶瓷。