LTCC微波介质陶瓷材料及其制造方法技术

本发明专利技术提供了一种LTCC微波介质陶瓷材料，所述微波介质陶瓷材料的反应物原料包括BaCO

【技术实现步骤摘要】
LTCC微波介质陶瓷材料及其制造方法
本专利技术属于微波介质陶瓷材料
，具体地讲，涉及一种LTCC微波介质陶瓷材料及其制造方法。
技术介绍
如今，LTCC微波介质陶瓷材料在通信领域广泛应用，如雷达、天线等电子设备，尤其是5G通信技术的快速发展使得LTCC微波介质陶瓷材料需求越来越高。LTCC陶瓷材料一般具有较低的烧结温度，并且该烧结温度必须低于共烧银电极的熔点(961℃)，同时陶瓷材料本身与电极之间应不发生任何化学反应，可以提高产品的工作效率。目前对于LTCC微波介质陶瓷材料的研究主要分为微晶玻璃体系、低烧结温度陶瓷体系以及添加烧结助剂的陶瓷体系。微晶玻璃体系通过熔融工艺，将粉末原料混合均匀后进行熔融、淬冷、球磨、成型和热处理工艺，使原料混合均匀并致密化得到致密度较高的LTCC陶瓷材料。目前常用的微晶玻璃体系包括CaO/MgO/ZnO-B2O3-SiO2体系等。低烧结温度陶瓷体系是指不需要添加任何烧结助剂，能够在较低的烧结温度下完成陶瓷体的致密化，这一陶瓷体系可以极大程度降低体系中的烧结助剂对陶瓷材料介电性能的影响。目前常用的低烧结温度陶瓷体系主要有钒酸盐、钼酸盐、铌酸盐体系。若在陶瓷体系中利用添加烧结助剂实现陶瓷材料的低温烧结，则是通过在烧结过程中烧结助剂的液相反应来完成致密化。常用的烧结助剂有Li2O-ZnO-B2O3、BaCu(B2O5)等玻璃相烧结物质，比如0.5wt％的Li2O-ZnO-B2O3玻璃即可将Zn-Ti-Nb陶瓷体系的烧结温度从1125℃降低至850℃，并且致密度可达到97％，但添加烧结助剂后，往往会导致陶瓷体系的介电性能降低较多，品质因数Qf值普遍偏低，介质损耗较大。因此，亟需寻找一种新材料体系，在不添加烧结助剂的前提下，能够在较低温度下完成烧结致密化，并且达到较好的介电性能。
技术实现思路
为了解决上述现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种不需要添加任何烧结助剂，能够在较低的烧结温度下完成陶瓷体的致密化，并且具有优异性能的LTCC微波介质陶瓷材料及其制造方法。根据本专利技术的实施例的一方面提供的LTCC微波介质陶瓷材料，所述陶瓷材料的反应物原料包括BaCO3、Li2CO3、MoO2和TeO2。在上述一方面提供的LTCC微波介质陶瓷材料的一个示例中，所述陶瓷材料的组成表达式为Ba2LixMoyTe1-yO6，其中，0.8≤x≤1且0.3≤y≤0.7。根据本专利技术的实施例的另一方面提供的LTCC微波介质陶瓷材料的制造方法，所述制造方法包括步骤：混料：将包括BaCO3、Li2CO3、MoO2和TeO2的反应物原料按照表达式Ba2LixMoyTe1-yO6的化学计量比进行配料，并进行充分混合，以获得粉末状的混合物；预烧：将所述混合物进行预烧，以获得具有第一预定粒径的预烧粉料；造粒：在所述预烧粉料中加入粘结剂和脱模剂，充分混合后进行喷雾造粒，以获得具有比所述第一预定粒径大的第二预定粒径的球形造粒粉；烧结：将所述球形造粒粉进行干压以制成生坯，并将所述生坯进行烧结，冷却后形成所述微波介质陶瓷材料。在上述另一方面提供的LTCC微波介质陶瓷材料的制造方法的一个示例中，所述混料步骤具体包括：将反应物原料按照表达式Ba2LixMoyTe1-yO6的化学计量比进行配料；对所述反应物原料进行湿法球磨处理，以获得第一混合浆料；对所述第一混合浆料进行干燥处理，以获得干燥的所述粉末状的混合物。在上述另一方面提供的LTCC微波介质陶瓷材料的制造方法的一个示例中，所述预烧步骤具体包括：将所述混合物进行预烧处理，以获得预烧粉末；对所述预烧粉末进行湿法球磨处理，以获得第二混合浆料；对所述第二混合浆料进行干燥处理，以获得干燥的具有第一预定粒径的所述预烧粉料。在上述另一方面提供的LTCC微波介质陶瓷材料的制造方法的一个示例中，所述预烧处理的温度为700℃～800℃。在上述另一方面提供的LTCC微波介质陶瓷材料的制造方法的一个示例中，所述第一预定粒径为400nm～800nm。在上述另一方面提供的LTCC微波介质陶瓷材料的制造方法的一个示例中，所述第二预定粒径为50μm～80μm。在上述另一方面提供的LTCC微波介质陶瓷材料的制造方法的一个示例中，在所述造粒步骤中，所述预烧粉料、所述粘结剂和所述脱模剂的质量比为100：(12-17)：(2-6)。在上述另一方面提供的LTCC微波介质陶瓷材料的制造方法的一个示例中，在所述烧结步骤中，所述干压的压强为120Mpa～180Mpa，所述烧结的温度为850℃～900℃。有益效果：本专利技术通过利用反应物原料BaCO3、Li2CO3、MoO2和TeO2制备具有双钙钛矿结构的LTCC微波介质陶瓷材料Ba2LixMoyTe1-yO6，该陶瓷材料不需要添加烧结助剂，能够在较低温度850℃～900℃下完成烧结致密化。所述陶瓷材料室温下的介电常数εr为13.2～18.5，品质因数较高(Qf＝31630GHz～43250GHz)，谐振频率温度系数接近于零(τf＝-6ppm/℃～+5ppm/℃)，并且τf可通过调整材料组分进行调节，具有优异的性能，可满足新型LTCC微波器件的使用要求。此外，本专利技术提供的LTCC微波介质陶瓷材料的制造方法工艺简单，成本低廉，适合大规模工业生产。附图说明通过结合附图进行的以下描述，本专利技术的实施例的上述和其它方面、特点和优点将变得更加清楚，附图中：图1是根据本专利技术的实施例的LTCC微波介质陶瓷材料的制造方法的流程图。具体实施方式以下，将参照附图来详细描述本专利技术的具体实施例。然而，可以以许多不同的形式来实施本专利技术，并且本专利技术不应该被解释为限制于这里阐述的具体实施例。相反，提供这些实施例是为了解释本专利技术的原理及其实际应用，从而使本领域的其他技术人员能够理解本专利技术的各种实施例和适合于特定预期应用的各种修改。如本文中使用的，术语“包括”及其变型表示开放的术语，含义是“包括但不限于”。术语“基于”、“根据”等表示“至少部分地基于”、“至少部分地根据”。术语“一个实施例”和“一实施例”表示“至少一个实施例”。术语“另一个实施例”表示“至少一个其他实施例”。术语“第一”、“第二”等可以指代不同的或相同的对象。下面可以包括其他的定义，无论是明确的还是隐含的。除非上下文中明确地指明，否则一个术语的定义在整个说明书中是一致的。如
技术介绍
中所述，在LTCC陶瓷体系中往往通过添加烧结助剂实现陶瓷材料的低温烧结，但同时也会导致陶瓷体系的介电性能降低较多，因此，为了使LTCC陶瓷材料不需要添加烧结助剂，能够在较低的烧结温度下完成陶瓷体的致密化，从而降低体系中的烧结助剂对陶瓷材料性能的影响，本专利技术提供了一种LTCC微波介质陶瓷材料及其制造方法。所述LTCC微波介质陶瓷材料的反应物原料包括BaCO3、Li2CO3、MoO2和TeO2，其组成表达式为Ba2LixMoyTe1-yO6，其中，0.8≤x本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种LTCC微波介质陶瓷材料，其特征在于，所述陶瓷材料的反应物原料包括BaCO

【技术特征摘要】
1.一种LTCC微波介质陶瓷材料，其特征在于，所述陶瓷材料的反应物原料包括BaCO3、Li2CO3、MoO2和TeO2。


2.根据权利要求1所述的LTCC微波介质陶瓷材料，其特征在于，所述陶瓷材料的组成表达式为Ba2LixMoyTe1-yO6，其中，0.8≤x≤1且0.3≤y≤0.7。


3.一种LTCC微波介质陶瓷材料的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括步骤：
混料：将包括BaCO3、Li2CO3、MoO2和TeO2的反应物原料按照表达式Ba2LixMoyTe1-yO6的化学计量比进行配料，并进行充分混合，以获得粉末状的混合物；
预烧：将所述混合物进行预烧，以获得具有第一预定粒径的预烧粉料；
造粒：在所述预烧粉料中加入粘结剂和脱模剂，充分混合后进行喷雾造粒，以获得具有比所述第一预定粒径大的第二预定粒径的球形造粒粉；
烧结：将所述球形造粒粉进行干压以制成生坯，并将所述生坯进行烧结，冷却后形成所述微波介质陶瓷材料。


4.根据权利要求3所述的LTCC微波介质陶瓷材料的制造方法，其特征在于，所述混料步骤具体包括：
将反应物原料按照表达式Ba2LixMoyTe1-yO6的化学计量比进行配料；
对所述反应物原料进行湿法球磨处理，以获得第一混合浆料；
对所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：冒旭，王秀红，黄庆焕，王津，艾晨霞，
申请(专利权)人：无锡市高宇晟新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32