本发明专利技术公开了一种硅酸锶铜系微波介质陶瓷低温烧结的制备方法，以SrCuSi4O10为基础，外加1.0～7.0％的Bi2O3烧结助剂，于850～950℃烧结，保温4～8小时，成功地将其烧结温度由1100℃降至950℃，制备出介电常数为6.26、介电损耗3.1×10‑3、介电常数温度系数为122.90ppm/℃的微波介质陶瓷。本发明专利技术的制备工艺简单，过程无污染，是一种很有前途的LTCC微波介质基板材料。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于一种以成分为特征的陶瓷组合物，特别涉及一种新型低温烧结、低损耗硅酸锶铜系微波介质陶瓷及其制备方法。
技术介绍
现代电子信息技术向高频、高稳定、低损耗方向的快速发展，对关键电子元件材料—微波介质陶瓷的性能提出了更高的要求。为了满足此要求，低介电常数、低损耗、近零的谐振频率温度系数、低成本的介电陶瓷材料成为当今研究的一个热点方向。以低温共烧陶瓷(low-temperatureco-firedceramic,LTCC)技术为基础的多层结构设计可有效减小器件体积，是实现元器件向小型化、集成化以及模块化的重要途径。LTCC技术要求微波介质材料能与高导电率和廉价的银电极(961℃)实现共烧。因此，要求对于使用在微波元器件上的微波介质材料的烧结温度要在950℃以下。添加低熔点氧化物或玻璃烧结助剂以降低微波介质材料的烧结温度是最常见的一种降低烧结温度的方法。SrCuSi4O10是一种具有优越微波介电性能的新型的微波介质基板材料，原材料廉价可大幅降低成本，而且具有较低的介电常数(4.0)和介电损耗(1.0×10-3)，但是烧结温度为1100℃。其较高的烧结温度导致其不能运用于LTCC技术中。本专利技术采用传统固相法，在添加助熔剂的条件下，低温烧结制备出SrCuSi4O10微波介质陶瓷。因此，本专利技术采用传统固相法，在添加助熔剂的条件下，制备出低温烧结的SrCuSi4O10微波介质陶瓷，以便满足其在LTCC技术的运用。
技术实现思路
本专利技术的目的，是克服SrCuSi4O10系微波介质陶瓷烧结温度过高、不能运用于LTCC技术中的缺点，提供一种以SrCO3、CuO、SiO2为主要原料、外加Bi2O3作为烧结助剂、烧结温度由1100℃成功降至950℃以下的硅酸锶铜系微波介质陶瓷，同时保持其优异的微波介电性能。本专利技术通过如下技术方案予以实现：(1)将SrCO3、CuO、SiO2原料，按化学式SrCuSi4O10进行配料，按原料：去离子水：磨球＝1:16:15的质量比加入聚酯罐中，球磨4～8小时；(2)将步骤(1)球磨后的原料置于干燥箱中，于80～130℃烘干，烘干后过40目筛，获得颗粒均匀的粉料；(3)将步骤(2)混合均匀的粉料在975℃预烧4小时；(4)将步骤(3)预烧后的陶瓷粉料放入聚酯罐中，外加质量百分比1.0～7.0％的Bi2O3与煅烧后的粉体混合，然后加入去离子水和氧化锆球，球磨4～8小时；待粉体烘干后，再在陶瓷粉料中外加重量百分比为8～10％的石蜡作为粘合剂进行造粒，过80目筛，再用粉末压片机成型为坯体；(5)将步骤(4)的坯体于850～950℃烧结，保温4～8小时，制得硅酸锶铜系微波介质陶瓷。所述步骤(1)的SrCO3、CuO、SiO2原料的质量纯度大于99.0％。所述步骤(4)的Bi2O3添加量为3.0％。所述步骤(4)的压片机的工作压强为4MPa，坯体规格为Φ15mm×1mm的圆柱体。所述步骤(5)的烧结温度为950℃，保温6小时。本专利技术的有益效果，是以SrCuSi4O10微波介质陶瓷为基础，外加1.0～7.0％的Bi2O3烧结助剂，成功将其烧结温度由1100℃降至950℃，制备出介电常数为6.26、介电损耗3.1×10-3、介电常数温度系数为122.90ppm/℃的微波介质陶瓷。本专利技术的制备成本低，工艺简单，过程无污染，是一种很有前途的LTCC微波介质基板材料。具体实施方式本专利技术采用纯度大于99.0％的化学原料SrCO3、CuO、SiO2，制备SrCuSi4O10微波介质陶瓷。本专利技术将SrCO3、CuO、SiO2原料按化学式SrCuSi4O10进行配料，原料:去离子水:磨球的质量为1:16:15，加入聚酯罐中，球磨4～8小时；再将球磨后的原料置于红外干燥箱中于80～130℃烘干，过40目筛，再于900～1000℃煅烧4小时；再将煅烧后的陶瓷粉料放入球磨罐中，外加质量百分比为1.0～7.0％的Bi2O3烧结助剂加入煅烧后的粉料中，然后加入氧化锆球和去离子水球磨4～8小时；再烘干后的陶瓷粉料中外加重量百分比为8～10％的石蜡粘合剂进行造粒，过80目筛后，用粉末压片机于4MPa的压力下将粉末压成直径为15mm、厚度为1mm的生坯；将生坯在850～950℃烧结，保温4～8小时，制得低温烧结硅酸锶铜系微波介质陶瓷。最后通过电容测试器及相关测试夹具测试制品的微波介电性能。本专利技术具体实施例如下。实施例11.依照微波介质陶瓷组分SrCuSi4O10，称取SrCO3-6.3157g、CuO-3.4028g、SiO2-10.2815g配料，共20g；将混合粉料加入聚酯罐中，加入160ml去离子水和150g锆球后，在行星式球磨机上球磨6小时，球磨机转速为1000转/分；2.将球磨后的原料置于干燥箱中，于120℃烘干并过40目筛，获得颗粒均匀的粉料；3.将颗粒均匀的粉料于975℃煅烧4小时；4.将煅烧后的粉料放入聚酯罐中，再称取质量百分比为1.0％的Bi2O3-0.2000g与煅烧后的粉料混合，加入氧化锆球和去离子水二次球磨6小时，出料后烘干，过40目筛；然后再外加质量百分比为8％的石蜡作为粘合剂进行造粒，并过80目筛；再用粉末压片机以4MPa的压力压成直径为15mm、厚度为1mm的坯体；5.将坯体于950℃烧结，保温6小时，制得低温烧结硅酸锶铜系微波介质陶瓷；最后，通过电容测试器及相关测试夹具测试所得制品的微波特性。实施例21.依照微波介质陶瓷组分SrCuSi4O10，称取SrCO3-6.3157g、CuO-3.4028g、SiO2-10.2815g配料，共20g；将混合粉料加入聚酯罐中，加入160ml去离子水和150g锆球后，在行星式球磨机上球磨6小时，球磨机转速为1000转/分；2.将球磨后的原料置于干燥箱中，于120℃烘干并过40目筛，获得颗粒均匀的粉料；3.将颗粒均匀的粉料于975℃煅烧4小时；4.将煅烧后的粉料放入聚酯罐中，再称取质量百分比为3.0％的Bi2O3-0.6000g与煅烧后的粉料混合，加入氧化锆球和去离子水二次球磨6小时，出料后烘干，过40目筛；然后再外加质量百分比为8％的石蜡作为粘合剂进行造粒，并过80目筛；再用粉末压片机以4MPa的压力压成直径为15mm、厚度为1mm的坯体；5.将坯体于950℃烧结，保温6小时，制得低温烧结硅酸锶铜系微波介质陶瓷；最后，通过电容测试器及相关测试夹具测试所得制品的微波特性。实施例31.依照微波介质陶瓷组分SrCuSi4O10，称取SrCO3-6.3157g、CuO-3.4028g、SiO2-10.2815g配料，共20g；将混合粉料加入聚酯罐中，加入160ml去离子水和150g锆球后，在行星式球磨机上球磨6小时，球磨机转速为1000转/分；2.将球磨后的原料置于干燥箱中，于120℃烘干并过40目筛，获得颗粒均匀的粉料；3.将颗粒均匀的粉料于975℃煅烧4小时；4.将煅烧后的粉料放入聚酯罐中，再称取质量百分比为5.0％的Bi2O3-1.0000g与煅烧后的粉料混合，加入氧化锆球和去离子水二次球磨6小时，出料后烘干，过40目筛；然后再外加质量百分比为8％的石蜡作为粘合剂进行造粒，并过80目筛；再用粉末压片机以4MPa的压力压成直径为15mm、厚度为1mm本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种硅酸锶铜系微波介质陶瓷低温烧结的制备方法，具有如下步骤：(1)将SrCO3、CuO、SiO2原料，按化学式SrCuSi4O10进行配料，按原料：去离子水：磨球＝1:16:15的质量比加入聚酯罐中，球磨4～8小时。(2)将步骤(1)球磨后的原料置于干燥箱中，于80～130℃烘干，烘干后过40目筛，获得颗粒均匀的粉料；(3)将步骤(2)混合均匀的粉料在975℃预烧4小时；(4)将步骤(3)预烧后的陶瓷粉料放入聚酯罐中，外加质量百分比1.0～7.0％的Bi2O3与煅烧后的粉体混合，然后加入去离子水和氧化锆球，球磨4～8小时；待粉体烘干后，再在陶瓷粉料中外加重量百分比为8～10％的石蜡作为粘合剂进行造粒，过80目筛，再用粉末压片机成型为坯体；(5)将步骤(4)的坯体于850～950℃烧结，保温4～8小时，制得硅酸锶铜系微波介质陶瓷。
【技术特征摘要】
1.一种硅酸锶铜系微波介质陶瓷低温烧结的制备方法，具有如下步骤：(1)将SrCO3、CuO、SiO2原料，按化学式SrCuSi4O10进行配料，按原料：去离子水：磨球＝1:16:15的质量比加入聚酯罐中，球磨4～8小时。(2)将步骤(1)球磨后的原料置于干燥箱中，于80～130℃烘干，烘干后过40目筛，获得颗粒均匀的粉料；(3)将步骤(2)混合均匀的粉料在975℃预烧4小时；(4)将步骤(3)预烧后的陶瓷粉料放入聚酯罐中，外加质量百分比1.0～7.0％的Bi2O3与煅烧后的粉体混合，然后加入去离子水和氧化锆球，球磨4～8小时；待粉体烘干后，再在陶瓷粉料中外加重量百分比为8～10％的石蜡作为粘合剂进行造粒，过80目筛，再用粉末压片机成型为坯体；(5)将...
【专利技术属性】
技术研发人员：张平，廖建文，赵永贵，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12
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