本发明专利技术公开了含钼铋基焦绿石高介微波介质材料及其制备方法及应用，通式为Bi1.2(Mg0.85Mo0.15)Nb1.5O7+mwt.%Bi2O3，其中，m表示Bi2O3以质量百分数添加，且m的取值为3.0～4.0；经混合、预烧结、再次球磨、造粒、成型、排胶、烧结而得。本发明专利技术材料的介电常数εr为177.8～225.4，介电损耗tanδ为2.4～3.3×10‑6，Q×f0为3025～3338GHz，电容温度系数τC为‑436.0～‑484.7×10‑6/℃，不仅具备优于传统铋基焦绿石材料的优异介电性能，而且具有高介电常数、介电常数对温度变化敏感的特点，适合微波谐振器型无线无源温度传感器使用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及新材料
，具体是一种含钼铋基焦绿石高介微波介质材料及其制备方法及应用。
技术介绍
微波介质材料作为一种新型电子材料，在现代通信中被用作谐振器、滤波器、介质基片、介质天线、介质导波回路等，广泛应用于微波技术的许多领域。可用于移动通讯、卫星通讯和军用雷达等方面。铋基焦绿石体系材料尤以铋锌铌(Bi1.5Zn0.5)(Zn0.5Nb1.5)O7（简写为BZN）为代表的一类立方焦绿石结构材料，由于其高介电常数，低介电损耗，电阻率高，介电常数温度系数可调及烧结温度低，并且其介电性能随组成组分的不同可以在较大范围内进行调整，使之成为应用于MLCC等多种电子元器件的一类新的非常有前途的介电材料，由此引发了目前国际上对焦绿石介电材料，特别是铋基焦绿石介电材料的广泛研究。研究表明，铋基焦绿石的组分和介电性能可在较大的范围内进行调整，其性能对组分变化敏感。通过改变元素配比可以对性能进行调控，从而实现不同的应用目的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种含钼铋基焦绿石高介微波介质材料及其制备方法及应用，所制得的材料具有高介电常数、介电常数对温度变化敏感的特点，适合微波谐振器型无线无源温度传感器使用。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：含钼铋基焦绿石高介微波介质材料，该材料的通式为Bi1.2(Mg0.85Mo0.15)Nb1.5O7+mwt.%Bi2O3，其中，m表示Bi2O3以质量百分数添加，且m的取值为3.0～4.0。作为本专利技术进一步的方案：所述的m的取值为3.3～3.7。作为本专利技术进一步的方案：所述的m的取值为3.5。作为本专利技术进一步的方案：该材料所采用的原料为分析纯的Bi2O3、ZnO、MoO3、Nb2O5。所述的含钼铋基焦绿石高介微波介质材料的制备方法，包括以下步骤：（1）按照通式Bi1.2(Mg0.85Mo0.15)Nb1.5O7+mwt.%Bi2O3，其中，m表示Bi2O3以质量百分数添加，且m的取值为3.0～4.0，准确称取分析纯的Bi2O3、ZnO、MoO3、Nb2O5，混合，以氧化锆球为介质，无水乙醇为溶剂，粉料：氧化锆球：无水乙醇=1g：3～4g：1.2～1.5ml，湿法球磨16～20h，将得到的浆料烘干，过60目筛，得到混合粉料；（2）将混合粉料在空气气氛中890～960℃的温度下预烧结3～4h；（3）将预烧结后的混合粉料加入无水乙醇作为介质，再次湿法球磨16～20h，将得到的浆料烘干，过80目筛，得到再次球磨的混合粉料；（4）往再次球磨的混合粉料中添加其质量的2～3%的质量浓度为8%的聚乙烯醇溶液进行造粒，过40～60目筛，再在7～10MPa压力下冷压成型为直径14～16mm×厚度6～8mm的圆片；（5）先将圆片从室温以1℃/min的速度升温至550℃保温2h进行排胶，接着在氧气气氛中以3～5℃/min的速度升温至1135～1220℃保温3～5h进行烧结，随炉冷却得到成品。作为本专利技术进一步的方案：所述的步骤（1）中，粉料：氧化锆球：无水乙醇=1g：3.5g：1.2ml。作为本专利技术进一步的方案：所述的步骤（2）中，在空气气氛中925℃的温度下烧结3.5h。作为本专利技术进一步的方案：所述的步骤（4）中，聚乙烯醇溶液的添加量为再次球磨的混合粉料质量的2.5%。作为本专利技术进一步的方案：所述的步骤（5）中，在氧气气氛中以4℃/min的速度升温至1170℃保温4h进行烧结。所述的含钼铋基焦绿石高介微波介质材料在制备微波谐振器型无线无源温度传感器方面的应用。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术材料的预烧结、烧结温度适中，只需要1135～1220℃就可以烧结致密化，在节约能源、降低生产成本的同时，还减少了对环境的污染；采用固相法烧结，生产工艺相对简单，便于工业化批量大生产；介电常数εr为177.8～225.4，介电损耗tanδ为2.4～3.3×10-6，Q×f0为3025～3338GHz，电容温度系数τC为-436.0～-484.7×10-6/℃，不仅具备优于传统铋基焦绿石材料的优异介电性能，而且具有高介电常数、介电常数对温度变化敏感的特点，适合微波谐振器型无线无源温度传感器使用。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。实施例1本专利技术实施例中，含钼铋基焦绿石高介微波介质材料，其通式为Bi1.2(Mg0.85Mo0.15)Nb1.5O7+3.0wt.%Bi2O3。所述的含钼铋基焦绿石高介微波介质材料的制备方法，包括以下步骤：（1）按照通式准确称取分析纯的Bi2O3、ZnO、MoO3、Nb2O5，混合，以氧化锆球为介质，无水乙醇为溶剂，粉料：氧化锆球：无水乙醇=1g：3g：1.5ml，湿法球磨16h，将得到的浆料烘干，过60目筛，得到混合粉料；（2）将混合粉料在空气气氛中890℃的温度下预烧结4h；（3）将预烧结后的混合粉料加入无水乙醇作为介质，再次湿法球磨20h，将得到的浆料烘干，过80目筛，得到再次球磨的混合粉料；（4）往再次球磨的混合粉料中添加其质量的2%的质量浓度为8%的聚乙烯醇溶液进行造粒，过60目筛，再在7MPa压力下冷压成型为直径14～16mm×厚度6～8mm的圆片；（5）先将圆片从室温以1℃/min的速度升温至550℃保温2h进行排胶，接着在氧气气氛中以5℃/min的速度升温至1135℃保温5h进行烧结，随炉冷却得到成品。实施例2本专利技术实施例中，含钼铋基焦绿石高介微波介质材料，其通式为Bi1.2(Mg0.85Mo0.15)Nb1.5O7+3.2wt.%Bi2O3。所述的含钼铋基焦绿石高介微波介质材料的制备方法，包括以下步骤：（1）按照通式准确称取分析纯的Bi2O3、ZnO、MoO3、Nb2O5，混合，以氧化锆球为介质，无水乙醇为溶剂，粉料：氧化锆球：无水乙醇=1g：4g：1.2ml，湿法球磨20h，将得到的浆料烘干，过60目筛，得到混合粉料；（2）将混合粉料在空气气氛中960℃的温度下预烧结3h；（3）将预烧结后的混合粉料加入无水乙醇作为介质，再次湿法球磨16h，将得到的浆料烘干，过80目筛，得到再次球磨的混合粉料；（4）往再次球磨的混合粉料中添加其质量的3%的质量浓度为8%的聚乙烯醇溶液进行造粒，过40目筛，再在10MPa压力下冷压成型为直径14～16mm×厚度6～8mm的圆片；（5）先将圆片从室温以1℃/min的速度升温至550℃保温2h进行排胶，接着在氧气气氛中以3℃/min的速度升温至1220℃保温3h进行烧结，随炉冷却得到成品。实施例3本专利技术实施例中，含钼铋基焦绿石高介微波介质材料，其通式为Bi1.2(Mg0.85Mo0.15)Nb1.5O7+3.5wt.%Bi2O3。所述的含钼铋基焦绿石高介微波介质材料的制备方法与实施例1相同。实施例4本专利技术实施例中，含钼铋基焦绿石高介微波介质材料，其通式为Bi1.2(Mg0.85Mo0.15)Nb1.5O7+3.8wt.%Bi2O3。所述的含钼铋基焦绿石高介微波介质材料的制备方法与实施本文档来自技高网...
【技术保护点】
含钼铋基焦绿石高介微波介质材料，其特征在于，该材料的通式为Bi1.2(Mg0.85Mo0.15)Nb1.5O7+mwt.%Bi2O3，其中，m表示Bi2O3以质量百分数添加，且m的取值为3.0～4.0。
【技术特征摘要】
1.含钼铋基焦绿石高介微波介质材料，其特征在于，该材料的通式为Bi1.2(Mg0.85Mo0.15)Nb1.5O7+mwt.%Bi2O3，其中，m表示Bi2O3以质量百分数添加，且m的取值为3.0～4.0。2.根据权利要求1所述的含钼铋基焦绿石高介微波介质材料，其特征在于，所述的m的取值为3.3～3.7。3.根据权利要求2所述的含钼铋基焦绿石高介微波介质材料，其特征在于，所述的m的取值为3.5。4.根据权利要求1所述的含钼铋基焦绿石高介微波介质材料，其特征在于，该材料所采用的原料为分析纯的Bi2O3、ZnO、MoO3、Nb2O5。5.根据权利要求1～4任一所述的含钼铋基焦绿石高介微波介质材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）按照通式Bi1.2(Mg0.85Mo0.15)Nb1.5O7+mwt.%Bi2O3，其中，m表示Bi2O3以质量百分数添加，且m的取值为3.0～4.0，准确称取分析纯的Bi2O3、ZnO、MoO3、Nb2O5，混合，以氧化锆球为介质，无水乙醇为溶剂，粉料：氧化锆球：无水乙醇=1g：3～4g：1.2～1.5ml，湿法球磨16～20h，将得到的浆料烘干，过60目筛，得到混合粉料；（2）将混合粉料在空气气氛中890～960℃的温度下预烧结3～4h；（3）将预烧结后的混合粉料加入无水乙醇作为介质，再次湿法球磨1...
【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：郑州丽福爱生物技术有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41
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