一种高Q微波介质陶瓷与铝超低温共烧方法及高Q微波介质陶瓷制备方法技术

本发明专利技术涉及陶瓷与铝超低温共烧方法及陶瓷制备方法，更具体的说是一种高Q微波介质陶瓷与铝超低温共烧方法及高Q微波介质陶瓷制备方法，采用放电等离子烧结SPS工艺对高Q微波介质陶瓷与铝之间的进行快速超低温共烧，将CuMoO

A co firing method of high-Q microwave dielectric ceramics and aluminum at ultra-low temperature and the preparation method of high-Q microwave dielectric ceramics

The invention relates to a co firing method and a preparation method of ceramics and aluminum at ultra-low temperature, more specifically, a co firing method of high-Q microwave dielectric ceramics and aluminum at ultra-low temperature and a preparation method of high-Q microwave dielectric ceramics. The SPS process of spark plasma sintering is adopted to carry out rapid co firing between high-Q microwave dielectric ceramics and aluminum at ultra-low temperature, so as to make cuoo

【技术实现步骤摘要】
一种高Q微波介质陶瓷与铝超低温共烧方法及高Q微波介质陶瓷制备方法
本专利技术涉及陶瓷与铝超低温共烧方法及陶瓷制备方法，更具体的说是一种高Q微波介质陶瓷与铝超低温共烧方法及高Q微波介质陶瓷制备方法。
技术介绍
现代通讯技术亟需发展具有低介电损耗和低烧结温度的微波介质陶瓷。与此同时，在通讯设备小型化、便携化和多功能化的发展趋势下，对电子元器件集成化、模块化以及低成本的要求越来越迫切。基于低温共烧陶瓷LTCC技术发展起来的多层结构设计是实现元器件集成化的重要手段。然而，主流的LTCC技术的烧结温度仍在800～950℃之间，并且往往与贵金属银之间共烧，这大大提高了元器件的制备成本。因此，研究者们逐渐将目光集中在具有超低烧结温度，超低烧结温度为＜700℃的温度，且能与铝等贱金属发生共烧的微波介质陶瓷上来，以大幅降低元器件的制备成本，如何使得高Q微波介质陶瓷与铝在＜700℃的温度下共烧成为近几年电子材料研究的热点之一。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高Q微波介质陶瓷与铝超低温共烧方法及高Q微波介质陶瓷制备方法，该高Q微波介质陶瓷在600℃以下，仅需3～5分钟即可实现与铝共烧，大幅降低了多层微波组件的烧结温度和烧结时间。本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：一种高Q微波介质陶瓷与铝超低温共烧方法，采用放电等离子烧结SPS工艺对高Q微波介质陶瓷与铝之间的进行快速超低温共烧。作为本技术方案的进一步优化，本专利技术一种高Q微波介质陶瓷与铝超低温共烧方法，该制备方法包括以下步骤：步骤一：将CuMoO4陶瓷粉体与溶剂充分混合，依次加入分散剂、粘结剂、增塑剂和消泡剂，继续混合8～12小时，得到CuMoO4的流延浆料；步骤二：CuMoO4的流延浆料采用流延成型工艺制备CuMoO4生瓷带；步骤三：CuMoO4生瓷带进行剪裁，剪裁完成的CuMoO4生瓷带采用丝网印刷工艺用铝浆印刷电路；步骤四：对丝网印刷工艺完成的CuMoO4生瓷带进行叠压和排胶，并装入电等离子烧结SPS模具中；步骤五：采用电等离子烧结SPS工艺对其进行共烧，共烧后随炉冷却后脱模，得到与铝共烧的高Q微波介质陶瓷。作为本技术方案的进一步优化，本专利技术一种高Q微波介质陶瓷与铝超低温共烧方法，所述共烧温度为475～600℃，压力为10～40MPa，时间为3～5分钟。作为本技术方案的进一步优化，本专利技术一种高Q微波介质陶瓷与铝超低温共烧方法，所述排胶温度为280～550℃，时间为1～3小时。作为本技术方案的进一步优化，本专利技术一种高Q微波介质陶瓷与铝超低温共烧方法，所述CuMoO4的流延浆料中CuMoO4的体积分数为40～60vol％，所述分散剂的用量为CuMoO4的0.1～1.5wt％，所述粘结剂的用量为CuMoO4的4～7wt％，所述增塑剂为CuMoO4的4～8wt％，所述消泡剂为CuMoO4的0.1～0.5wt％。作为本技术方案的进一步优化，本专利技术一种高Q微波介质陶瓷与铝超低温共烧方法，所述溶剂为去离子水或乙醇、甲苯、丙酮、丁酮中的一种或几种；所述分散剂为聚丙烯酸、柠檬酸铵或磷酸三乙酯中的一种；所述粘结剂是聚碳酸丙烯酯、丙烯酸乳液、聚乙烯醇和聚乙烯缩丁醛中的任一种，所述增塑剂为丙三醇、聚乙二醇或邻苯二甲酸二丁酯中的一种或多种；所述消泡剂为正丁醇。作为本技术方案的进一步优化，本专利技术一种高Q微波介质陶瓷与铝超低温共烧方法，所述流延成型过程中的刮刀高度为0.1～1mm，得到CuMoO4的生瓷带。一种高Q微波介质陶瓷制备方法，所述高Q微波介质陶的化学式为CuMoO4，该制备方法包括以下步骤：步骤一：CuO和MoO3为原料，CuO和MoO3按照1:1的摩尔比称量配料；步骤二：球磨罐对CuO和MoO3的原料进行球磨10～20小时充分混合，取出混合粉体后旋转干燥除去球磨介质，然后将混合粉体过筛；步骤三：电阻炉对置于坩埚中的混合粉体进行加热，混合粉体在空气气氛下升温至550～650℃，并保温5～10小时，随炉冷却，其中升温速率为1～5℃/min；步骤四：对得到的陶瓷颗粒进行二次球磨2～4小时，将陶瓷颗粒研细，取出干燥后过筛，得到CuMoO4陶瓷粉体。作为本技术方案的进一步优化，本专利技术一种高Q微波介质陶瓷制备方法，所述球磨介质为乙醇或异丙醇中的一种。本专利技术一种高Q微波介质陶瓷与铝超低温共烧方法及高Q微波介质陶瓷制备方法的有益效果为：本专利技术一种高Q微波介质陶瓷与铝超低温共烧方法及高Q微波介质陶瓷制备方法，该高Q微波介质陶瓷在600℃以下，仅需3～5分钟即可实现与铝共烧，大幅降低了多层微波组件的制备成本，还可以提供一种介电常数为7.8～8.5之间，品质因数Qf在37000～49000GHz之间的铝共烧的高Q微波介质陶瓷；采用放电等离子烧结SPS工艺对高Q微波介质陶瓷与铝之间的进行快速超低温共烧，可以在压实的陶瓷颗粒上施加直流脉冲电流，大幅提高了陶瓷颗粒的烧结活性，加强了烧结过程中的体扩散和晶界扩散，加速了致密化进程，大幅降低了多层微波组件的烧结温度和烧结时间。附图说明下面结合附图和具体实施方法对本专利技术做进一步详细的说明。图1是本专利技术的高Q微波介质陶瓷的XRD图谱示意图；图2是本专利技术的高Q微波介质陶瓷与铝共烧后的SEM显微组织及能谱分析示意图；图3是本专利技术的烧结温度与介电性能之间的关系示意图；图4是本专利技术的不同温度SPS烧结CuMoO4陶瓷的SEM显微组织示意图一；图5是本专利技术的不同温度SPS烧结CuMoO4陶瓷的SEM显微组织示意图二；图6是本专利技术的不同温度SPS烧结CuMoO4陶瓷的SEM显微组织示意图三；图7是本专利技术的不同温度SPS烧结CuMoO4陶瓷的SEM显微组织示意图四；图8是本专利技术的不同SPS烧结时间制备CuMoO4陶瓷的SEM显微组织示意图一；图9是本专利技术的不同SPS烧结时间制备CuMoO4陶瓷的SEM显微组织示意图二。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步详细说明。具体实施方式一：下面结合图1-9说明本实施方式，一种高Q微波介质陶瓷与铝超低温共烧方法，采用放电等离子烧结SPS工艺对高Q微波介质陶瓷与铝之间的进行快速超低温共烧。所述该制备方法包括以下步骤：步骤一：将CuMoO4陶瓷粉体与溶剂充分混合，依次加入分散剂、粘结剂、增塑剂和消泡剂，继续混合8～12小时，得到CuMoO4的流延浆料；步骤二：CuMoO4的流延浆料采用流延成型工艺制备CuMoO4生瓷带；步骤三：CuMoO4生瓷带进行剪裁，剪裁完成的CuMoO4生瓷带采用丝网印刷工艺用铝浆印刷电路；步骤四：对丝网印刷工艺完成的CuMoO4生瓷带进行叠压和排胶，并装入电等离子烧结SPS模具中；步骤五：采用电等离子烧结SPS工艺对其进行共烧，共烧后随炉冷却后脱模，得到与铝共烧的高Q微波介质陶瓷。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高Q微波介质陶瓷与铝超低温共烧方法，其特征在于：采用放电等离子烧结SPS工艺对高Q微波介质陶瓷与铝之间的进行快速超低温共烧。/n

【技术特征摘要】
1.一种高Q微波介质陶瓷与铝超低温共烧方法，其特征在于：采用放电等离子烧结SPS工艺对高Q微波介质陶瓷与铝之间的进行快速超低温共烧。


2.根据权利要求1所述的一种高Q微波介质陶瓷与铝超低温共烧方法，其特征在于：该制备方法包括以下步骤：
步骤一：将CuMoO4陶瓷粉体与溶剂充分混合，依次加入分散剂、粘结剂、增塑剂和消泡剂，继续混合8～12小时，得到CuMoO4的流延浆料；
步骤二：CuMoO4的流延浆料采用流延成型工艺制备CuMoO4生瓷带；
步骤三：CuMoO4生瓷带进行剪裁，剪裁完成的CuMoO4生瓷带采用丝网印刷工艺用铝浆印刷电路；
步骤四：对丝网印刷工艺完成的CuMoO4生瓷带进行叠压和排胶，并装入电等离子烧结SPS模具中；
步骤五：采用电等离子烧结SPS工艺对其进行共烧，共烧后随炉冷却后脱模，得到与铝共烧的高Q微波介质陶瓷。


3.根据权利要求2所述的一种高Q微波介质陶瓷与铝超低温共烧方法，其特征在于：所述共烧温度为475～600℃，压力为10～40MPa，时间为3～5分钟。


4.根据权利要求2所述的一种高Q微波介质陶瓷与铝超低温共烧方法，其特征在于：所述排胶温度为280～550℃，时间为1～3小时。


5.根据权利要求2所述的一种高Q微波介质陶瓷与铝超低温共烧方法，其特征在于：所述CuMoO4的流延浆料中CuMoO4的体积分数为40～60vol％，所述分散剂的用量为CuMoO4的0.1～1.5wt％，所述粘结剂的用量为CuMoO4的4～7w...

【专利技术属性】
技术研发人员：张标，叶枫，刘强，叶健，高晔，叶凯，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙;23