CN110357607B - 一种mas-lt复合微波介质陶瓷及其制备方法 - Google Patents
一种mas-lt复合微波介质陶瓷及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110357607B CN110357607B CN201910827080.0A CN201910827080A CN110357607B CN 110357607 B CN110357607 B CN 110357607B CN 201910827080 A CN201910827080 A CN 201910827080A CN 110357607 B CN110357607 B CN 110357607B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- mas
- microwave dielectric
- mixing
- dielectric ceramic
- composite microwave
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/16—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silicates other than clay
- C04B35/18—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silicates other than clay rich in aluminium oxide
- C04B35/195—Alkaline earth aluminosilicates, e.g. cordierite or anorthite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/64—Burning or sintering processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3201—Alkali metal oxides or oxide-forming salts thereof
- C04B2235/3203—Lithium oxide or oxide-forming salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
- C04B2235/3206—Magnesium oxides or oxide-forming salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
- C04B2235/3215—Barium oxides or oxide-forming salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3231—Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
- C04B2235/3232—Titanium oxides or titanates, e.g. rutile or anatase
- C04B2235/3234—Titanates, not containing zirconia
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3284—Zinc oxides, zincates, cadmium oxides, cadmiates, mercury oxides, mercurates or oxide forming salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3298—Bismuth oxides, bismuthates or oxide forming salts thereof, e.g. zinc bismuthate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3409—Boron oxide, borates, boric acids, or oxide forming salts thereof, e.g. borax
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3418—Silicon oxide, silicic acids, or oxide forming salts thereof, e.g. silica sol, fused silica, silica fume, cristobalite, quartz or flint
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
- C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
- C04B2235/6562—Heating rate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
- C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
- C04B2235/6567—Treatment time
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
Abstract
本发明提供了一种MAS‑LT复合微波介质陶瓷,具有下式所示的通式:Mg2‑xBaxAl4Si5O18‑Li2TiO3;式中,x=0~0.16;所述MAS‑LT复合微波介质陶瓷中Li2TiO3的质量百分含量为6%~24%。与现有技术相比,本发明提供的MAS‑LT复合微波介质陶瓷以上述特定通式的复合氧化物为主体材料,通过调整Li2TiO3的含量可以实现介电常数在4~6之间,频率温度系数的连续可调;并且,该MAS‑LT复合微波介质陶瓷结构稳定,具有特定的介电常数和较高的Q×f值,同时谐振频率温度系数连续可调。实验结果表明,本发明提供的MAS‑LT复合微波介质陶瓷的介电常数在4~5.8,Q×f≥35800GHz,可高达87600GHz,相比于同介电常数的其他体系微波介质陶瓷,本体系Q×f值高,介电损耗低;同时,谐振频率温度系数在‑12ppm/℃~+13ppm/℃之间连续可调,烧结温度低至950度,配方可灵活调整。
Description
技术领域
本发明涉及微波介质陶瓷技术领域,更具体地说,是涉及一种MAS-LT复合微波介质陶瓷及其制备方法。
背景技术
面向未来,移动通信技术和产业将迈入第五代移动通信(5G)的发展阶段。5G要满足人们超高流量密度、超高连接数密度、超高移动性的需求,将渗透到物联网等领域,与工业设施、医疗仪器、交通工具等深度融合,全面实现“万物互联”,有效满足工业、医疗、交通等垂直行业的信息化服务需要。全球范围内5G部署的频段主要有Sub-6及毫米波。波长较短的毫米波因较窄的波束,为数据传输提供更好的分辨率和安全性,且速度快、数据量大,时延小而备受青睐。同等尺寸下频率与介电常数的平方根成反比,因此毫米波应用需要介电常数4~6的微波介质材料来实现。现阶段研究多的堇青石体系、镁橄榄石体系、硅锌矿体系均存在频率温度系数过大且烧结温度高的缺点,限制了大规模使用。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种MAS-LT复合微波介质陶瓷及其制备方法,本发明提供的MAS-LT复合微波介质陶瓷的介电常数为4~6,Q×f值高、介电损耗低,同时谐振频率温度系数连续可调。
本发明提供了一种MAS-LT复合微波介质陶瓷,具有式(I)所示的通式:
Mg2-xBaxAl4Si5O18-Li2TiO3 式(I);
式(I)中,x=0~0.16;所述MAS-LT复合微波介质陶瓷中Li2TiO3的质量百分含量为6%~24%。
优选的,还包括:
添加剂;
所述添加剂由质量比为(1~10):(10~30):(15~40):(12~40):(1~10)的SiO2、B2O3、ZnO、Bi2O3和MgO制备而成。
优选的,所述添加剂的制备方法具体为:
将SiO2、B2O3、ZnO、Bi2O3和MgO混合后球磨,再在900℃~1200℃下熔融10min~30min,分离后破碎、过筛,得到添加剂。
本发明还提供了一种上述技术方案所述的MAS-LT复合微波介质陶瓷的制备方法,包括以下步骤:
a)将MgCO3、BaCO3、Al2O3和SiO2混合后,进行第一次研磨处理,再经第一次预烧结,得到MAS预烧料;
b)将Li2CO3和TiO2混合后,进行第二次研磨处理,再经第二次预烧结,得到LT预烧料;
c)将所述MAS预烧料和LT预烧料混合后,进行第三次研磨处理,得到MAS-LT粉料;
d)在所述MAS-LT粉料中加入粘合剂进行造粒成型,得到陶瓷生坯;再将得到的陶瓷生坯进行烧结,得到MAS-LT复合微波介质陶瓷;
所述步骤a)和步骤b)没有顺序限制。
优选的,步骤a)中所述第一次研磨处理的过程具体为:
将混合后的原料、玛瑙球和水以1:(1~4):(2~3)的质量比混合,在200r/min~300r/min的转速下球磨6h~10h,然后在80℃~150℃下烘干,得到第一次研磨处理后的混料。
优选的,步骤a)中所述第一次预烧结的温度为800℃~1100℃,升温速率为2℃/min~4℃/min,保温时间为2h~3h。
优选的,步骤b)中所述粘合剂为质量百分含量为6%~8%的聚乙烯醇水溶液;
所述MAS-LT粉料与粘合剂的质量比为100:(7~10)。
优选的,步骤b)中所述造粒成型的过程具体为:
在所述MAS-LT粉料中加入粘合剂,造粒研磨0.5h~1.5h,过30目~50目筛,再将得到的粉料在80MPa~120MPa的压力下压制成型,得到陶瓷生坯。
优选的,步骤b)中所述烧结的温度为950℃~1330℃,升温速率为2℃/min~4℃/min,保温时间为2h~4h。
优选的,所述步骤c)还包括:
将所述MAS预烧料、LT预烧料与添加剂混合后,再进行第三次研磨处理,得到MAS-LT粉料。
本发明提供了一种MAS-LT复合微波介质陶瓷,具有下式所示的通式:Mg2- xBaxAl4Si5O18-Li2TiO3;式中,x=0~0.16;所述MAS-LT复合微波介质陶瓷中Li2TiO3的质量百分含量为6%~24%。与现有技术相比,本发明提供的MAS-LT复合微波介质陶瓷以上述特定通式的复合氧化物为主体材料,通过调整Li2TiO3的含量可以实现介电常数在4~6之间,频率温度系数的连续可调;并且,该MAS-LT复合微波介质陶瓷结构稳定,具有特定的介电常数和较高的Q×f值,同时谐振频率温度系数连续可调。实验结果表明,本发明提供的MAS-LT复合微波介质陶瓷的介电常数在4~5.8,Q×f≥35800GHz,可高达87600GHz,相比于同介电常数的其他体系微波介质陶瓷,本体系Q×f值高,介电损耗低;同时,谐振频率温度系数在-12ppm/℃~+13ppm/℃之间连续可调,配方可灵活调整。
另外,本发明提供的制备方法工艺简单,烧结温度低至950℃,且符合环保要求,无毒、对环境无污染,适宜大规模的产业化,具有十分广阔的发展前景。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例,对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种MAS-LT复合微波介质陶瓷,具有式(I)所示的通式:
Mg2-xBaxAl4Si5O18-Li2TiO3 式(I);
式(I)中,x=0~0.16;所述MAS-LT复合微波介质陶瓷中Li2TiO3的质量百分含量为6%~24%。
在本发明中,所述MAS-LT复合微波介质陶瓷由MAS(Mg2-xBaxAl4Si5O18)和LT(Li2TiO3)复合而成;其中,MAS由MgO、BaCO3、Al2O3和SiO2为基础复合而成,LT由LiCO3和TiO2为基础复合而成。在本发明中,所述MAS-LT复合微波介质陶瓷中Li2TiO3的质量百分含量为6%~24%;在本发明优选的实施例中,所述MAS-LT复合微波介质陶瓷中Li2TiO3的质量百分含量分别为6%、12%、18%、24%。在本发明中,所述Li2TiO3的添加主要是为了提高介电常数及调节谐振频率温度系数趋近于零;如果Li2TiO3的加入量少于6%,介电常数就会较大,而Li2TiO3的加入量多于24%时,Q×f值则会急剧降低。
在本发明中,x=0~0.16,优选为0.08;在本发明优选的实施例中,所述x的取值分别为0、0.08、0.16。
本发明提供的MAS-LT复合微波介质陶瓷以上述特定通式的复合氧化物为主体材料,可以实现介电常数在4~6之间,同时将具有负谐振频率温度系数的Mg2-xBaxAl4Si5O18(x=0~0.16)陶瓷和具有正谐振频率温度系数的Li2TiO3陶瓷相复合,提供了包括Mg2- xBaxAl4Si5O18(x=0~0.16)和Li2TiO3两种晶相结构的复合微波介质陶瓷,这样不仅使复合后的微波介质陶瓷谐振频率温度系数趋近于零,而且提高了陶瓷的Q×f值;并且,该MAS-LT复合微波介质陶瓷结构稳定,同时谐振频率温度系数连续可调,配方可灵活调整。
在本发明中,所述MAS-LT复合微波介质陶瓷优选还包括:
添加剂。
在本发明中,所述添加剂优选由质量比为(1~10):(10~30):(15~40):(12~40):(1~10)的SiO2、B2O3、ZnO、Bi2O3和MgO制备而成,更优选由质量比为8:27:30:25:10的SiO2、B2O3、ZnO、Bi2O3和MgO制备而成。
在本发明中,所述添加剂的制备方法优选具体为:
将SiO2、B2O3、ZnO、Bi2O3和MgO混合后球磨,再在900℃~1200℃下熔融10min~30min,分离后破碎、过筛,得到添加剂;
更优选为:
将SiO2、B2O3、ZnO、Bi2O3和MgO混合后球磨,干燥、过筛后,再在1000℃下熔融20min,分离后破碎、过筛,得到添加剂。
本发明对所述球磨的设备没有特殊限制,采用本领域技术人员熟知的球磨机即可。在本发明中,所述球磨的时间优选为20h~30h,更优选为24h。在本发明中,所述分离的方式优选为用水进行萃取分离,本发明对此没有特殊限制。本发明对所述破碎的过程没有特殊限制,采用本领域技术人员熟知的破碎方法即可。在本发明中,所述过筛的筛孔大小优选为150目~250目,更优选为200目。本发明采用上述制备方法,能够获得细化的添加剂,便于后续使用。
在本发明中,所述添加剂的量优选不超过所述MAS-LT复合微波介质陶瓷的质量的3%,更优选为1.5%~3%。
在本发明中,所述添加剂能够降低烧结温度,同时抑制钛还原,提升Q×f值。
本发明还提供了一种上述技术方案所述的MAS-LT复合微波介质陶瓷的制备方法,包括以下步骤:
a)将MgCO3、BaCO3、Al2O3和SiO2混合后,进行第一次研磨处理,再经第一次预烧结,得到MAS预烧料;
b)将Li2CO3和TiO2混合后,进行第二次研磨处理,再经第二次预烧结,得到LT预烧料;
c)将所述MAS预烧料和LT预烧料混合后,进行第三次研磨处理,得到MAS-LT粉料;
d)在所述MAS-LT粉料中加入粘合剂进行造粒成型,得到陶瓷生坯;再将得到的陶瓷生坯进行烧结,得到MAS-LT复合微波介质陶瓷;
所述步骤a)和步骤b)没有顺序限制。
本发明首先将MgCO3、BaCO3、Al2O3和SiO2混合后,进行第一次研磨处理,再经第一次预烧结,得到MAS预烧料。本发明对所述MgCO3、BaCO3、Al2O3和SiO2的来源没有特殊限制,采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。在本发明中,所述MgCO3、BaCO3、Al2O3和SiO2的用量按照式(I)所示的通式中Mg2-xBaxAl4Si5O18的化学计量比计算。
在本发明中,所述第一次研磨处理的过程优选具体为:
将混合后的原料、玛瑙球和水以1:(1~4):(2~3)的质量比混合,在200r/min~300r/min的转速下球磨6h~10h,然后在80℃~150℃下烘干,得到第一次研磨处理后的混料;
更优选为:
将混合后的原料、玛瑙球和水以1:2:2的质量比混合,在250r/min的转速下球磨6h,然后在150℃下烘干,得到第一次研磨处理后的混料。
本发明对所述球磨的设备没有特殊限制,采用本领域技术人员熟知的行星式球磨机即可。
得到所述第一次研磨处理后的混料后,本发明将得到的第一次研磨处理后的混料进行第一次预烧结,得到MAS预烧料。在本发明中,所述第一次预烧结的温度优选为800℃~1100℃,更优选为1000℃;所述第一次预烧结的升温速率优选为2℃/min~4℃/min,更优选为3℃/min;所述第一次预烧结的保温时间优选为2h~3h,更优选为3h。
本发明在得到MAS预烧料前,优选还包括对第一次预烧结后的产物进行冷却;采用本领域技术人员熟知的随炉冷却的技术方案即可,本发明对此没有特殊限制。
同时,本发明将Li2CO3和TiO2混合后,进行第二次研磨处理,再经第二次预烧结,得到LT预烧料。本发明对所述Li2CO3和TiO2的来源没有特殊限制,采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。在本发明中,所述Li2CO3和TiO2的用量按照式(I)所示的通式中Li2TiO3的化学计量比计算,即Li2CO3:TiO2=1:1的摩尔比计算。
在本发明中,所述第二次研磨处理的过程与所述第一次研磨处理的过程相同,优选具体为:
将混合后的原料、玛瑙球和水以1:(1~4):(2~3)的质量比混合,在200r/min~300r/min的转速下球磨6h~10h,然后在80℃~150℃下烘干,得到第二次研磨处理后的混料;
更优选为:
将混合后的原料、玛瑙球和水以1:2:2的质量比混合,在250r/min的转速下球磨6h,然后在150℃下烘干,得到第二次研磨处理后的混料。
本发明对所述球磨的设备没有特殊限制,采用本领域技术人员熟知的行星式球磨机即可。
得到所述第二次研磨处理后的混料后,本发明将得到的第二次研磨处理后的混料进行第二次预烧结,得到LT预烧料。在本发明中,所述第二次预烧结的温度优选为800℃~1100℃,更优选为1000℃;所述第二次预烧结的升温速率优选为2℃/min~4℃/min,更优选为3℃/min;所述第二次预烧结的保温时间优选为2h~3h,更优选为2h。
本发明在得到LT预烧料前,优选还包括对第二次预烧结后的产物进行冷却;采用本领域技术人员熟知的随炉冷却的技术方案即可,本发明对此没有特殊限制。
得到所述MAS预烧料和LT预烧料后,本发明将所述MAS预烧料和LT预烧料混合后,进行第三次研磨处理,得到MAS-LT粉料。本发明优选还包括:
将所述MAS预烧料、LT预烧料与添加剂混合后,再进行第三次研磨处理,得到MAS-LT粉料。在本发明中,所述添加剂与上述技术方案中所述的相同,在此不再赘述。在本发明中,所述添加剂的量优选不超过所述MAS预烧料、LT预烧料总质量的3%,更优选为1.5%~3%。
在本发明中,所述第三次研磨处理的过程与所述第一次研磨处理的过程相同,优选具体为:
将混合后的原料、玛瑙球和水以1:(1~4):(2~3)的质量比混合,在200r/min~300r/min的转速下球磨6h~10h,然后在80℃~150℃下烘干,得到MAS-LT粉料;
更优选为:
将混合后的原料、玛瑙球和水以1:2:2的质量比混合,在250r/min的转速下球磨10h,然后在80℃下烘干,得到MAS-LT粉料。
本发明对所述球磨的设备没有特殊限制,采用本领域技术人员熟知的行星式球磨机即可。
得到所述MAS-LT粉料后,本发明在所述MAS-LT粉料中加入粘合剂进行造粒成型,得到陶瓷生坯;再将得到的陶瓷生坯进行烧结,得到MAS-LT复合微波介质陶瓷。在本发明中,所述粘合剂有足够的黏性,能够保证良好的成型性和坯体的机械强度,且高温煅烧后能全部挥发,使坯体中不留有粘合剂残留杂质。在本发明中,所述粘合剂优选为质量百分含量为6%~8%的聚乙烯醇水溶液,更优选为质量百分含量为7%的聚乙烯醇水溶液。在本发明中,所述聚乙烯醇经高温煅烧(后续烧结过程)后变成CO2和H2O,能全部挥发。
在本发明中,所述MAS-LT粉料与粘合剂的质量比优选为100:(7~10),更优选为100:7。
在本发明中,所述造粒成型的过程优选具体为:
在所述MAS-LT粉料中加入粘合剂,造粒研磨0.5h~1.5h,过30目~50目筛,再将得到的粉料在80MPa~120MPa的压力下压制成型,得到陶瓷生坯;
更优选为:
在所述MAS-LT粉料中加入粘合剂,造粒研磨1h,过40目筛,再将得到的粉料在100MPa的压力下压制成型,得到陶瓷生坯。在本发明中,所述造粒研磨的过程能够使所述MAS-LT粉料与粘合剂混合均匀并进行造粒。
在本发明中,所述陶瓷生坯优选为厚度为4mm~10mm、直径为8mm~20mm的薄圆柱形的坯体,更优选为厚度为6mm、直径为13mm的薄圆柱形的坯体(直径高度比约为2.0的圆柱体)。
在本发明中,所述烧结的温度优选为950℃~1330℃,更优选为950℃~1120℃;所述烧结的升温速率优选为2℃/min~4℃/min,更优选为3℃/min;所述烧结的保温时间优选为2h~4h,更优选为2h。
本发明在烧结后,优选还包括对烧结后的产物进行冷却,得到MAS-LT复合微波介质陶瓷;采用本领域技术人员熟知的随炉冷却的技术方案即可,本发明对此没有特殊限制。
本发明提供的制备方法工艺简单,烧结温度低至950℃,且符合环保要求,无毒、对环境无污染,适宜大规模的产业化,具有十分广阔的发展前景。
本发明提供了一种MAS-LT复合微波介质陶瓷,具有下式所示的通式:Mg2- xBaxAl4Si5O18-Li2TiO3;式中,x=0~0.16;所述MAS-LT复合微波介质陶瓷中Li2TiO3的质量百分含量为6%~24%。与现有技术相比,本发明提供的MAS-LT复合微波介质陶瓷以上述特定通式的复合氧化物为主体材料,通过调整Li2TiO3的含量可以实现介电常数在4~6之间,频率温度系数的连续可调;并且,该MAS-LT复合微波介质陶瓷结构稳定,具有特定的介电常数和较高的Q×f值,同时谐振频率温度系数连续可调。实验结果表明,本发明提供的MAS-LT复合微波介质陶瓷的介电常数在4~5.8,Q×f≥35800GHz,可高达87600GHz,相比于同介电常数的其他体系微波介质陶瓷,本体系Q×f值高,介电损耗低;同时,谐振频率温度系数在-12ppm/℃~+13ppm/℃之间连续可调,配方可灵活调整。
另外,本发明提供的制备方法工艺简单,烧结温度低至950℃,且符合环保要求,无毒、对环境无污染,适宜大规模的产业化,具有十分广阔的发展前景。
为了进一步说明本发明,下面通过以下实施例进行详细说明。本发明以下实施例中所用的药品原料均为市售商品;其中,粘合剂为质量百分含量为7%的聚乙烯醇水溶液;添加剂为复合氧化物,由质量比为8:27:30:25:10的SiO2、B2O3、ZnO、Bi2O3和MgO制备而成,具体为:
将SiO2、B2O3、ZnO、Bi2O3和MgO混合后球磨24h,干燥、过筛后,再在1000℃下熔融20min,然后用去离子水进行萃取分离,粉碎后过200目筛,得到添加剂。
实施例1
(1)按照化学式Mg2Al4Si5O18称取50.11g MgCO3、60.6g Al2O3和89.28gSiO2,混合得到第一混合料;将所述第一混合料、玛瑙球及去离子水以1:2:2的质量比,用行星磨湿法球磨6h,在150℃烘干后,在1000℃预烧(在大气气氛中)3h,升温速率为3℃/min,随炉冷却,得到MAS预烧料。
(2)按照Li2CO3:TiO2=1:1的摩尔比称取96.09g Li2CO3及103.91g TiO2,混合得到第二混合料;将所述第二混合料、玛瑙球及去离子水以1:2:2的质量比,用行星磨湿法球磨6h,在150℃烘干后,在1000℃预烧(在大气气氛中)2h,升温速率为3℃/min,随炉冷却,得到LT预烧料。
(3)称取88g MAS预烧料、12g LT预烧料,混合得到第三混合料;将所述第三混合料、玛瑙球及去离子水以1:2:2的质量比,用行星湿法球磨10h,在80℃烘干后,得到MAS-LT粉料。
(4)在所述MAS-LT粉料中加入粉料质量的7%的粘合剂,造粒研磨1h,过40目筛,再将粉料压制成厚为6mm、直径为13mm的薄圆柱坯体,压力为100MPa;将坯体在1330℃烧结成瓷,升温速率为3℃/min,保温时间为2h,然后随炉冷却,得到MAS-LT复合微波介质陶瓷;其中,LT的质量占MAS-LT复合微波介质陶瓷总质量的12%。
对本发明实施例1提供的MAS-LT复合微波介质陶瓷的各项性能进行测试,具体为:
将所制备的陶瓷样品表面抛光,采用Agiligent 8722ET网络分析仪,根据Hakki-Coleman法测定介电常数εr和品质因子Q×f;另外,谐振频率温度系数的测定是将网络分析仪与恒温箱直接相连,测试在20℃~85℃的温度范围内谐振频率的变化值,然后按照式(II)所示公式计算出τf值;
本发明实施例1提供的MAS-LT复合微波介质陶瓷的各项性能的测试结果为:εr=5,Q×f=35800GHz(14GHz),τf=0ppm/℃。
实施例2
(1)按照化学式Mg1.92Ba0.08Al4Si5O18称取47.47g MgCO3、4.63g BaCO3、59.8g Al2O3和88.1g SiO2,混合得到第一混合料;将所述第一混合料、玛瑙球及去离子水以1:2:2的质量比,用行星磨湿法球磨6h,在150℃烘干后,在1000℃预烧(在大气气氛中)3h,升温速率为3℃/min,随炉冷却,得到MAS预烧料。
(2)按照Li2CO3:TiO2=1:1的摩尔比称取96.09g Li2CO3及103.91g TiO2,混合得到第二混合料;将所述第二混合料、玛瑙球及去离子水以1:2:2的质量比,用行星磨湿法球磨6h,在150℃烘干后,在1000℃预烧(在大气气氛中)2h,升温速率为3℃/min,随炉冷却,得到LT预烧料。
(3)称取88g MAS预烧料、12g LT预烧料,混合得到第三混合料;将所述第三混合料、玛瑙球及去离子水以1:2:2的质量比,用行星湿法球磨10h,在80℃烘干后,得到MAS-LT粉料。
(4)在所述MAS-LT粉料中加入粉料质量的7%的粘合剂,造粒研磨1h,过40目筛,再将粉料压制成厚为6mm、直径为13mm的薄圆柱坯体,压力为100MPa;将坯体在1330℃烧结成瓷,升温速率为3℃/min,保温时间为2h,然后随炉冷却,得到MAS-LT复合微波介质陶瓷;其中,LT的质量占MAS-LT复合微波介质陶瓷总质量的12%。
按照实施例1提供的测试方法对本发明实施例2提供的微波介质陶瓷的各项性能进行测试,测试结果为:εr=5.2,Q×f=54700GHz(14GHz),τf=0.1ppm/℃。
实施例3
(1)按照化学式Mg1.84Ba0.16Al4Si5O18称取44.9g MgCO3、9.13g BaCO3、59.02g Al2O3和86.95g SiO2,混合得到第一混合料;将所述第一混合料、玛瑙球及去离子水以1:2:2的质量比,用行星磨湿法球磨6h,在150℃烘干后,在1000℃预烧(在大气气氛中)3h,升温速率为3℃/min,随炉冷却,得到MAS预烧料。
(2)按照Li2CO3:TiO2=1:1的摩尔比称取96.09g Li2CO3及103.91g TiO2,混合得到第二混合料;将所述第二混合料、玛瑙球及去离子水以1:2:2的质量比,用行星磨湿法球磨6h,在150℃烘干后,在1000℃预烧(在大气气氛中)2h,升温速率为3℃/min,随炉冷却,得到LT预烧料。
(3)称取88g MAS预烧料、12g LT预烧料,混合得到第三混合料;将所述第三混合料、玛瑙球及去离子水以1:2:2的质量比,用行星湿法球磨10h,在80℃烘干后,得到MAS-LT粉料。
(4)在所述MAS-LT粉料中加入粉料质量的7%的粘合剂,造粒研磨1h,过40目筛,再将粉料压制成厚为6mm、直径为13mm的薄圆柱坯体,压力为100MPa;将坯体在1330℃烧结成瓷,升温速率为3℃/min,保温时间为2h,然后随炉冷却,得到MAS-LT复合微波介质陶瓷;其中,LT的质量占MAS-LT复合微波介质陶瓷总质量的12%。
按照实施例1提供的测试方法对本发明实施例3提供的微波介质陶瓷的各项性能进行测试,测试结果为:εr=5.1,Q×f=43600GHz(14GHz),τf=0.3ppm/℃。
实施例4
(1)按照化学式Mg1.92Ba0.08Al4Si5O18称取47.47g MgCO3、4.63g BaCO3、59.8g Al2O3和88.1g SiO2,混合得到第一混合料;将所述第一混合料、玛瑙球及去离子水以1:2:2的质量比,用行星磨湿法球磨6h,在150℃烘干后,在1000℃预烧(在大气气氛中)3h,升温速率为3℃/min,随炉冷却,得到MAS预烧料。
(2)按照Li2CO3:TiO2=1:1的摩尔比称取96.09g Li2CO3及103.91g TiO2,混合得到第二混合料;将所述第二混合料、玛瑙球及去离子水以1:2:2的质量比,用行星磨湿法球磨6h,在150℃烘干后,在1000℃预烧(在大气气氛中)2h,升温速率为3℃/min,随炉冷却,得到LT预烧料。
(3)称取88g MAS预烧料、12g LT预烧料、1.5g添加剂,混合得到第三混合料;将所述第三混合料、玛瑙球及去离子水以1:2:2的质量比,用行星湿法球磨10h,在80℃烘干后,得到MAS-LT粉料。
(4)在所述MAS-LT粉料中加入粉料质量的7%的粘合剂,造粒研磨1h,过40目筛,再将粉料压制成厚为6mm、直径为13mm的薄圆柱坯体,压力为100MPa;将坯体在1120℃烧结成瓷,升温速率为3℃/min,保温时间为2h,然后随炉冷却,得到MAS-LT复合微波介质陶瓷;其中,LT的质量占MAS-LT复合微波介质陶瓷总质量的12%。
按照实施例1提供的测试方法对本发明实施例4提供的微波介质陶瓷的各项性能进行测试,测试结果为:εr=5.4,Q×f=75000GHz(14GHz),τf=0.2ppm/℃。
实施例5
(1)按照化学式Mg1.92Ba0.08Al4Si5O18称取47.47g MgCO3、4.63g BaCO3、59.8g Al2O3和88.1g SiO2,混合得到第一混合料;将所述第一混合料、玛瑙球及去离子水以1:2:2的质量比,用行星磨湿法球磨6h,在150℃烘干后,在1000℃预烧(在大气气氛中)3h,升温速率为3℃/min,随炉冷却,得到MAS预烧料。
(2)按照Li2CO3:TiO2=1:1的摩尔比称取96.09g Li2CO3及103.91g TiO2,混合得到第二混合料;将所述第二混合料、玛瑙球及去离子水以1:2:2的质量比,用行星磨湿法球磨6h,在150℃烘干后,在1000℃预烧(在大气气氛中)2h,升温速率为3℃/min,随炉冷却,得到LT预烧料。
(3)称取88g MAS预烧料、12g LT预烧料、3g添加剂,混合得到第三混合料;将所述第三混合料、玛瑙球及去离子水以1:2:2的质量比,用行星湿法球磨10h,在80℃烘干后,得到MAS-LT粉料。
(4)在所述MAS-LT粉料中加入粉料质量的7%的粘合剂,造粒研磨1h,过40目筛,再将粉料压制成厚为6mm、直径为13mm的薄圆柱坯体,压力为100MPa;将坯体在950℃烧结成瓷,升温速率为3℃/min,保温时间为2h,然后随炉冷却,得到MAS-LT复合微波介质陶瓷;其中,LT的质量占MAS-LT复合微波介质陶瓷总质量的12%。
按照实施例1提供的测试方法对本发明实施例5提供的微波介质陶瓷的各项性能进行测试,测试结果为:εr=4.7,Q×f=43000GHz(14GHz),τf=0.3ppm/℃。
实施例6
(1)按照化学式Mg1.92Ba0.08Al4Si5O18称取47.47g MgCO3、4.63g BaCO3、59.8g Al2O3和88.1g SiO2,混合得到第一混合料;将所述第一混合料、玛瑙球及去离子水以1:2:2的质量比,用行星磨湿法球磨6h,在150℃烘干后,在1000℃预烧(在大气气氛中)3h,升温速率为3℃/min,随炉冷却,得到MAS预烧料。
(2)按照Li2CO3:TiO2=1:1的摩尔比称取96.09g Li2CO3及103.91g TiO2,混合得到第二混合料;将所述第二混合料、玛瑙球及去离子水以1:2:2的质量比,用行星磨湿法球磨6h,在150℃烘干后,在1000℃预烧(在大气气氛中)2h,升温速率为3℃/min,随炉冷却,得到LT预烧料。
(3)称取94g MAS预烧料、6g LT预烧料、1.5g添加剂,混合得到第三混合料;将所述第三混合料、玛瑙球及去离子水以1:2:2的质量比,用行星湿法球磨10h,在80℃烘干后,得到MAS-LT粉料。
(4)在所述MAS-LT粉料中加入粉料质量的7%的粘合剂,造粒研磨1h,过40目筛,再将粉料压制成厚为6mm、直径为13mm的薄圆柱坯体,压力为100MPa;将坯体在1120℃烧结成瓷,升温速率为3℃/min,保温时间为2h,然后随炉冷却,得到MAS-LT复合微波介质陶瓷;其中,LT的质量占MAS-LT复合微波介质陶瓷总质量的6%。
按照实施例1提供的测试方法对本发明实施例6提供的微波介质陶瓷的各项性能进行测试,测试结果为:εr=5.8,Q×f=87600GHz(14GHz),τf=-12ppm/℃。
实施例7
(1)按照化学式Mg1.92Ba0.08Al4Si5O18称取47.47g MgCO3、4.63g BaCO3、59.8g Al2O3和88.1g SiO2,混合得到第一混合料;将所述第一混合料、玛瑙球及去离子水以1:2:2的质量比,用行星磨湿法球磨6h,在150℃烘干后,在1000℃预烧(在大气气氛中)3h,升温速率为3℃/min,随炉冷却,得到MAS预烧料。
(2)按照Li2CO3:TiO2=1:1的摩尔比称取96.09g Li2CO3及103.91g TiO2,混合得到第二混合料;将所述第二混合料、玛瑙球及去离子水以1:2:2的质量比,用行星磨湿法球磨6h,在150℃烘干后,在1000℃预烧(在大气气氛中)2h,升温速率为3℃/min,随炉冷却,得到LT预烧料。
(3)称取82g MAS预烧料、18g LT预烧料、1.5g添加剂,混合得到第三混合料;将所述第三混合料、玛瑙球及去离子水以1:2:2的质量比,用行星湿法球磨10h,在80℃烘干后,得到MAS-LT粉料。
(4)在所述MAS-LT粉料中加入粉料质量的7%的粘合剂,造粒研磨1h,过40目筛,再将粉料压制成厚为6mm、直径为13mm的薄圆柱坯体,压力为100MPa;将坯体在1120℃烧结成瓷,升温速率为3℃/min,保温时间为2h,然后随炉冷却,得到MAS-LT复合微波介质陶瓷;其中,LT的质量占MAS-LT复合微波介质陶瓷总质量的18%。
按照实施例1提供的测试方法对本发明实施例7提供的微波介质陶瓷的各项性能进行测试,测试结果为:εr=4.6,Q×f=63700GHz(14GHz),τf=6ppm/℃。
实施例8
(1)按照化学式Mg1.92Ba0.08Al4Si5O18称取47.47g MgCO3、4.63g BaCO3、59.8g Al2O3和88.1g SiO2,混合得到第一混合料;将所述第一混合料、玛瑙球及去离子水以1:2:2的质量比,用行星磨湿法球磨6h,在150℃烘干后,在1000℃预烧(在大气气氛中)3h,升温速率为3℃/min,随炉冷却,得到MAS预烧料。
(2)按照Li2CO3:TiO2=1:1的摩尔比称取96.09g Li2CO3及103.91g TiO2,混合得到第二混合料;将所述第二混合料、玛瑙球及去离子水以1:2:2的质量比,用行星磨湿法球磨6h,在150℃烘干后,在1000℃预烧(在大气气氛中)2h,升温速率为3℃/min,随炉冷却,得到LT预烧料。
(3)称取76g MAS预烧料、24g LT预烧料、1.5g添加剂,混合得到第三混合料;将所述第三混合料、玛瑙球及去离子水以1:2:2的质量比,用行星湿法球磨10h,在80℃烘干后,得到MAS-LT粉料。
(4)在所述MAS-LT粉料中加入粉料质量的7%的粘合剂,造粒研磨1h,过40目筛,再将粉料压制成厚为6mm、直径为13mm的薄圆柱坯体,压力为100MPa;将坯体在1120℃烧结成瓷,升温速率为3℃/min,保温时间为2h,然后随炉冷却,得到MAS-LT复合微波介质陶瓷;其中,LT的质量占MAS-LT复合微波介质陶瓷总质量的24%。
按照实施例1提供的测试方法对本发明实施例8提供的微波介质陶瓷的各项性能进行测试,测试结果为:εr=4,Q×f=45100GHz(14GHz),τf=13ppm/℃。
实验结果表明,本发明提供的MAS-LT复合微波介质陶瓷的介电常数在4~5.8,Q×f≥35800GHz,可高达87600GHz,相比于同介电常数的其他体系微波介质陶瓷,本体系Q×f值高,介电损耗低;同时,谐振频率温度系数在-12ppm/℃~+13ppm/℃之间连续可调,配方可灵活调整。
另外,本发明提供的制备方法工艺简单,烧结温度低至950℃,且符合环保要求,无毒、对环境无污染,适宜大规模的产业化,具有十分广阔的发展前景。
所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (7)
1.一种MAS-LT复合微波介质陶瓷,具有式(I)所示的通式:
Mg2-xBaxAl4Si5O18-Li2TiO3 式(I);
式(I)中,x=0.08;所述MAS-LT复合微波介质陶瓷中Li2TiO3的质量百分含量为6%~24%;
所述的MAS-LT复合微波介质陶瓷还包括:
添加剂;
所述添加剂由质量比为8:27:30:25:10的SiO2、B2O3、ZnO、Bi2O3和MgO制备而成;所述添加剂的制备方法具体为:
将SiO2、B2O3、ZnO、Bi2O3和MgO混合后球磨24h,干燥、过筛后,再在1000℃下熔融20min,然后用去离子水进行萃取分离,粉碎后过200目筛,得到添加剂;
所述添加剂的量为MAS-LT复合微波介质陶瓷的质量的1.5%。
2.一种权利要求1所述的MAS-LT复合微波介质陶瓷的制备方法,包括以下步骤:
a)将MgCO3、BaCO3、Al2O3和SiO2混合后,进行第一次研磨处理,再经第一次预烧结,得到MAS预烧料;
b)将Li2CO3和TiO2混合后,进行第二次研磨处理,再经第二次预烧结,得到LT预烧料;
c)将所述MAS预烧料、LT预烧料与添加剂混合后,进行第三次研磨处理,得到MAS-LT粉料;
d)在所述MAS-LT粉料中加入粘合剂进行造粒成型,得到陶瓷生坯;再将得到的陶瓷生坯进行烧结,得到MAS-LT复合微波介质陶瓷;
所述步骤a)和步骤b)没有顺序限制。
3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤a)中所述第一次研磨处理的过程具体为:
将混合后的原料、玛瑙球和水以1:(1~4):(2~3)的质量比混合,在200r/min~300r/min的转速下球磨6h~10h,然后在80℃~150℃下烘干,得到第一次研磨处理后的混料。
4.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤a)中所述第一次预烧结的温度为800℃~1100℃,升温速率为2℃/min~4℃/min,保温时间为2h~3h。
5.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤b)中所述粘合剂为质量百分含量为6%~8%的聚乙烯醇水溶液;
所述MAS-LT粉料与粘合剂的质量比为100:(7~10)。
6.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤b)中所述造粒成型的过程具体为:
在所述MAS-LT粉料中加入粘合剂,造粒研磨0.5h~1.5h,过30目~50目筛,再将得到的粉料在80MPa~120MPa的压力下压制成型,得到陶瓷生坯。
7.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤b)中所述烧结的温度为950℃~1330℃,升温速率为2℃/min~4℃/min,保温时间为2h~4h。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910827080.0A CN110357607B (zh) | 2019-09-03 | 2019-09-03 | 一种mas-lt复合微波介质陶瓷及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910827080.0A CN110357607B (zh) | 2019-09-03 | 2019-09-03 | 一种mas-lt复合微波介质陶瓷及其制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN110357607A CN110357607A (zh) | 2019-10-22 |
CN110357607B true CN110357607B (zh) | 2022-03-01 |
Family
ID=68225486
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910827080.0A Active CN110357607B (zh) | 2019-09-03 | 2019-09-03 | 一种mas-lt复合微波介质陶瓷及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN110357607B (zh) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112592160B (zh) * | 2020-12-23 | 2022-05-24 | 嘉兴佳利电子有限公司 | 一种复相低温共烧陶瓷材料及其制备方法 |
CN112830780B (zh) * | 2021-01-15 | 2022-02-01 | 华中科技大学 | 一种调控剂、ltcc微波介质材料及其制备方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102992755A (zh) * | 2012-12-17 | 2013-03-27 | 北京元六鸿远电子技术有限公司 | MgO-CoO-TiO2系微波陶瓷介质材料的制备方法 |
CN106747412A (zh) * | 2016-12-14 | 2017-05-31 | 电子科技大学 | 一种Ti基LTCC微波介电陶瓷材料及其制备方法 |
CN106904960A (zh) * | 2017-03-14 | 2017-06-30 | 电子科技大学 | 一种Mg2SiO4‑Li2TiO3复合体系LTCC材料及其制备方法 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8765621B2 (en) * | 2008-11-25 | 2014-07-01 | Ube Industries, Ltd. | Dielectric ceramic composition for high-frequency use and method for producing the same, as well as dielectric ceramic for high-frequency use and method for producing the same and high-frequency circuit element using the same |
-
2019
- 2019-09-03 CN CN201910827080.0A patent/CN110357607B/zh active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102992755A (zh) * | 2012-12-17 | 2013-03-27 | 北京元六鸿远电子技术有限公司 | MgO-CoO-TiO2系微波陶瓷介质材料的制备方法 |
CN106747412A (zh) * | 2016-12-14 | 2017-05-31 | 电子科技大学 | 一种Ti基LTCC微波介电陶瓷材料及其制备方法 |
CN106904960A (zh) * | 2017-03-14 | 2017-06-30 | 电子科技大学 | 一种Mg2SiO4‑Li2TiO3复合体系LTCC材料及其制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
(Mg1-xSrx)2Al4Si5O18 陶瓷的显微结构与微波介电性能研究;宋开新等;《无机材料学报》;20120630;第575-579页 * |
Crystal structure and microwave dielectric properties of CaTiO3 modified Mg2Al4Si5O18 cordierite ceramics;Jinsheng Wei等;《Journal of Alloys and Compounds》;20160715;第81-86页 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN110357607A (zh) | 2019-10-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10899669B2 (en) | Boron aluminum silicate mineral material, low temperature co-fired ceramic composite material, low temperature co-fired ceramic, composite substrate and preparation methods thereof | |
CN100393666C (zh) | 环保低温烧结微波介质陶瓷材料及其制备方法 | |
CN110357607B (zh) | 一种mas-lt复合微波介质陶瓷及其制备方法 | |
CN105819846A (zh) | 一种堇青石型微波介质陶瓷材料及其制备方法 | |
CN110981439A (zh) | 一种微波陶瓷粉料及其制备方法和其在介质滤波器中的应用 | |
CN105347781B (zh) | 一种陶瓷材料及其制备方法 | |
CN110357608B (zh) | 一种ms-lt复合微波介质陶瓷及其制备方法 | |
CN110922184B (zh) | 一种复合微波介质陶瓷及其制备方法 | |
CN107555986B (zh) | 一种低损耗岩盐矿结构微波介质陶瓷及制备方法 | |
CN110950656B (zh) | 一种复合微波介质陶瓷及其制备方法 | |
CN110372370B (zh) | 一种微波介质陶瓷及其制备方法 | |
CN105130418A (zh) | 一种Li-Nb-Ti系微波介质陶瓷材料 | |
CN106220166B (zh) | 一种微波介质陶瓷及其制备方法 | |
CN104446376B (zh) | 超低介电常数微波介电陶瓷Li2TiB4O9及其制备方法 | |
CN104003721B (zh) | 可低温烧结的微波介电陶瓷Li2W2Zn3O10及其制备方法 | |
CN109761603B (zh) | 一种bcsltm-sa复合微波介质陶瓷及其制备方法 | |
CN107056277B (zh) | 一种低温烧结中介电常数微波介质材料及其制备方法 | |
CN112608144B (zh) | 一种锂基微波介质陶瓷材料、其制备方法和锂基微波介质陶瓷 | |
CN109761601B (zh) | 一种zhts微波介质陶瓷及其制备方法 | |
CN105294103B (zh) | 一种钒基温度稳定型微波介质陶瓷及其制备方法 | |
CN104446433B (zh) | 温度稳定型超低介电常数微波介电陶瓷Li3Al2P3O12 | |
CN103896572B (zh) | 可低温烧结的温度稳定型微波介电陶瓷Li3PO4及其制备方法 | |
CN112142465A (zh) | 稀土离子改性的5g基站用滤波器陶瓷及其制备方法 | |
CN101805170B (zh) | 低温烧结锂基微波介电陶瓷及其制备方法 | |
CN110723968A (zh) | 一种高介电常数的微波介质陶瓷及其制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |