《可低温烧结的微波介电陶瓷LISUB2/SUBNBSUB5/SUBPSUB3/SUBOSUB21/SUB及其制备方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《可低温烧结的微波介电陶瓷LISUB2/SUBNBSUB5/SUBPSUB3/SUBOSUB21/SUB及其制备方法.pdf（5页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 103922717 A (43)申请公布日 2014.07.16 CN 103922717 A (21)申请号 201410135546.8 (22)申请日 2014.04.07 C04B 35/447(2006.01) C04B 35/622(2006.01) (71)申请人 桂林理工大学 地址 541004 广西壮族自治区桂林市建干路 12 号 (72)发明人 郭欢欢 方亮 蒋雪雯 (54) 发明名称 可低温烧结的微波介电陶瓷 Li2Nb5P3O21及其 制备方法 (57) 摘要 本发明公开了一种可低温烧结的微波介电 陶瓷 Li2Nb5P3O21及其制备方法。可低。
2、温烧结的 微波介电陶瓷的化学组成为 Li2Nb5P3O21。 （1）将 分析纯的 Li2CO3、 Nb2O5和 NH4H2PO4的原始粉末按 Li2Nb5P3O21化学式称量配料。 （2）将步骤 （1）原 料加入乙醇混合后湿式球磨 12 小时， 烘干后在 650大气气氛中预烧6小时。（3） 在步骤 （2） 制得 的粉末中添加粘结剂并造粒后， 再压制成型， 最后 在700720大气气氛中烧结4小时 ； 所述的粘结 剂采用质量浓度为 5% 的聚乙烯醇溶液， 剂量占粉 末总质量的 3%。本发明制备的陶瓷在 700720 烧结良好， 其介电常数达到 17 18， 品质因数 Qf 值高达 54000-6。
3、5000GHz， 谐振频率温度系数小， 可与 Ag 低温共烧， 在工业上有着极大的应用价 值。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 (10)申请公布号 CN 103922717 A CN 103922717 A 1/1 页 2 1. 一种可低温烧结的微波介电陶瓷， 其特征在于所述微波介电陶瓷的化学组成为 ： Li2Nb5P3O21； 所述微波介电陶瓷的制备方法具体步骤为 ： （1） 将分析纯的 Li2CO3、 Nb2O5和 NH4H2PO4的原始粉末按 Li2Nb5P3O21化学式称。
4、量配料 ; （2） 将步骤 （1） 原料加入乙醇混合后湿式球磨 12 小时， 烘干后在 650大气气氛中预 烧 6 小时 ； （3） 在步骤 （2） 制得的粉末中添加粘结剂并造粒后， 再压制成型， 最后在 700720大 气气氛中烧结 4 小时 ； 所述的粘结剂采用质量浓度为 5% 的聚乙烯醇溶液， 剂量占粉末总质 量的 3%。 权 利 要 求 书 CN 103922717 A 2 1/3 页 3 可低温烧结的微波介电陶瓷 Li2Nb5P3O21及其制备方法 技术领域 0001 本发明涉及介电陶瓷， 特别是涉及在微波频率使用的介质基板、 谐振器和滤波器 等微波元器件的微波介电陶瓷及其制备方法。。
5、 背景技术 0002 微波介电陶瓷是指应用于微波频段 （主要是UHF、 SHF频段） 电路中作为介质材料并 完成一种或多种功能的陶瓷， 在现代通讯中被广泛用作谐振器、 滤波器、 介质基片和介质导 波回路等元器件， 是现代通信技术的关键基础材料， 已在便携式移动电话、 汽车电话、 无绳 电话、 电视卫星接受器和军事雷达等方面有着十分重要的应用， 在现代通讯工具的小型化、 集成化过程中正发挥着越来越大的作用。 0003 应用于微波频段的介电陶瓷， 应满足如下介电特性的要求 ：（1） 系列化介电常数 r以适应不同频率及不同应用场合的要求 ;（2） 高的品质因数 Q 值或介质损耗 tan 以 降低噪音。
6、， 一般要求 Qf 3000 GHz;(3) 谐振频率的温度系数 尽可能小以保证器件具 有好的热稳定性， 一般要求 -10/ +10 ppm/。国际上从 20 世纪 30 年代末就有 人尝试将电介质材料应用于微波技术。 0004 根据相对介电常数 r的大小与使用频段的不同， 通常可将已被开发和正在开发 的微波介电陶瓷分为 4 类。 0005 （1）超低介电常数微波介电陶瓷， 主要代表是 Al2O3-TiO2、 Y2BaCuO5、 MgAl2O4和 Mg2SiO4等， 其 r 20， 品质因数 Qf 50000GHz， 10 ppm/ C。主要用于微波基 板以及高端微波元器件。 0006 （2）。
7、低 r和高 Q 值的微波介电陶瓷， 主要是 BaO-MgO-Ta2O5, BaO-ZnO-Ta2O5或 BaO-MgO-Nb2O5,BaO-ZnO-Nb2O5系统或它们之间的复合系统 MWDC 材料。其 r=25 30, Q=(1 2)104( 在 f 10 GHz 下 ), 0。主要应用于 f 8 GHz 的卫星直播等微波 通信机中作为介质谐振器件。 0007 （3） 中等 r和 Q 值的微波介电陶瓷， 主要是以 BaTi4O9、 Ba2Ti9O20和 （Zr、 Sn） TiO4 等为基的 MWDC 材料 , 其 r 3540， Q=（6 9） 103（在 f=3 4GHz 下） ， 5 p。
8、pm/ C。主要用于 4 8 GHz 频率范围内的微波军用雷达及通信系统中作为介质谐振器 件。 0008 （4） 高 r而 Q 值较低的微波介电陶瓷， 主要用于 0.8 4GHz 频率范围内民用移 动通讯系统， 这也是微波介电陶瓷研究的重点。80 年代以来， Kolar、 Kato 等人相继发现并 研究了类钙钛矿钨青铜型 BaOLn2O3TiO2系列 (Ln=La、 Sm、 Nd 或 Pr 等 , 简称 BLT 系 )、 复合钙钛矿结构 CaOLi2OLn2O3TiO2系列、 铅基系列材料、 Ca1-xLn2x/3TiO3系等高 r微 波介电陶瓷， 其中 BLT 体系的 BaONd2O3TiO。
9、2材料介电常数达到 90， 铅基系列 (Pb,Ca) ZrO3介电常数达到 105。 0009 以上这些材料体系的烧结温度一般高于 1300 C， 不能直接与 Ag 和 Cu 等低熔点 金属共烧形成多层陶瓷电容器。 近年来， 随着器件小型化与集成化发展， 微波介质陶瓷需要 说 明 书 CN 103922717 A 3 2/3 页 4 与成本较 Au、 Pd 等金属低的 Ag 或 Cu 电极 （熔点分别为 961及 1042） 共烧获得片式多 层结构， 这就要求材料不仅具有好的微波介电性能， 而且其烧结温度要低于 Cu、 Ag 的熔点。 目前探索的固有烧结温度低的新材料体系主要是含 Bi2O3、。
10、 Li2O、 TeO2、 V2O5等低熔点组分的 多元复合氧化物， 其中包括 Bi2O3-ZnO-Nb2O5体系烧绿石型化合物、 BiNbO4、 Bi2Mo2O9、 Bi2W2O9、 Bi3SbO7等 Bi 基材料 ； Li1+x-yM1-x-3yTix+4yO3(M= Nb, Ta)、 Ca(Li1/3Nb2/3)O3-&、 Li2TiO3、 Li3NbO4、 Li2MgSiO4、 Li2MgTiO4、 Li2(M2+)2Mo3O12、 Li3(M3+)Mo3O12 (M=Zn, Ca, Al, In) 等 Li 基材料 ； BaTe4O9、 Zn2Te3O8、 BaTiTe3O9等 Te 。
11、基材料。 0010 由于含 Bi、 Te、 Mo 等化合物容易与 Ag 电极发生界面反应以及原料 TeO2有毒使得 这些 Bi、 Te、 Mo 基材料的应用受到限制。我们对组成为 Li2Nb5P3O21的新磷酸盐化合物进行 了烧结特性与微波介电性能研究， 结果发现该类陶瓷具有优异的综合微波介电性能同时烧 结温度低于 750C， 可实现与 Ag 的低温共烧， 可广泛用于各种介质基板、 谐振器和滤波器 等微波器件的制造， 可满足低温共烧技术及微波多层器件的需要。 发明内容 0011 本发明的目的是提供一种具有低损耗与良好的热稳定性， 同时烧结温度低的微波 介电陶瓷。 0012 本发明的微波介电陶瓷。
12、的化学组成式为 ： Li2Nb5P3O21。 0013 所述微波介电陶瓷的制备方法具体步骤为 ： （1） 将分析纯的 Li2CO3、 Nb2O5和 NH4H2PO4的原始粉末按 Li2Nb5P3O21化学式称量配料。 0014 （2） 将步骤 （1） 原料加入乙醇混合后湿式球磨 12 小时， 烘干后在 650大气气氛 中预烧 6 小时。 0015 （3）在步骤 （2）制得的粉末中添加粘结剂并造粒后， 再压制成型， 最后在 700720大气气氛中烧结4小时 ； 所述的粘结剂采用质量浓度为5%的聚乙烯醇溶液， 剂量 占粉末总质量的 3%。 0016 本发明制备的陶瓷在 700-720烧结良好， 其。
13、介电常数达到 17 18， 品质因数 Qf 值高 54000-65000GHz， 谐振频率温度系数小， 因此在工业上有着极大的应用价值。 具体实施方式 0017 实施例 ： 表 1 示出了构成本发明的不同烧结温度的 3 个具体实施例及其微波介电性能。其制备 方法如上所述， 用圆柱介质谐振器法进行微波介电性能的评价 ； 将 Li2Nb5P3O21粉料与占粉 料质量 20% 的 Ag 粉混合、 压制成型后， 在 720下烧结 4 小时 ； X 射线衍射物相分析与扫描 电镜观察都显示 Li2Nb5P3O21与 Ag 没发生化学反应， 即 Li2Nb5P3O21可以与 Ag 电极低温共烧。 0018 本发明决不限于以上实施例。 烧结温度的上下限、 区间取值都能实现本发明， 在此 不一一列举实施例。 0019 本陶瓷可广泛用于各种介质基板、 谐振器和滤波器等微波器件的制造， 可满足移 动通信、 卫星通信等系统的技术需要。 0020 表 1 ： 说 明 书 CN 103922717 A 4 3/3 页 5 说 明 书 CN 103922717 A 5 。