本发明专利技术公开了一种铌镁钛酸铋陶瓷材料及其制备方法，由铋、铌、镁、钛的含氧化物烧结而成，为焦绿石结构或氟铝镁钠石结构，其中以质量百分比计，铋：（铌+镁+钛）=（5～8）：（2～3）。本发明专利技术铋基陶瓷材料分别为焦绿石、氟铝镁钠石结构。该陶瓷材料具有低的烧结温度（≤950℃）和优良的介电性能（100≤ε≤170，tanδ≤5×10-4，TCC系列化，-400～0ppm/°C），使其可能成为新一代LTCC、MLCC等元器件中的功能介质。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于低温烧结陶瓷
，涉及高频热补偿电容器瓷和高频热稳定电容器瓷材料，特别涉及。
技术介绍
随着电子技术迅速发展和广泛应用，特别是大规模集成电路的推广和应用以及表面组装技术(SMT)的发展，对电子元件提出了大容量、小体积、长寿命、高可靠性的要求。这同时也对电子材料提出了性能上的新的要求。陶瓷电介质材料作为功能电子材料的重要组成部分，被广泛应用于各种元器件中，如电容器、谐振器、滤波器、电路基片、集成电路等。而作为电容器介质，低的烧结温度特 别适合于在制备过程中要经历高温过程的产品，如低温共烧陶瓷(LTCC)、多层陶瓷电容器(MLCC )、集成电路等。现在使用的高频电介质陶瓷材料(I型瓷料)的体系有MeO-TiO2 (Me=Ba, Sr，Mg)、BaO-SrO-ZrO2, Re2O3-TiO2 (Re为稀土元素)等。它们烧结温度都在1100°C以上，介电常数在10 90之间。焦绿石结构铋基陶瓷电介质材料一直是高频电介质陶瓷材料中的研究热点，以其低的烧结温度、容易形成致密的陶瓷和优良的介电性能等优点受到了关注，并被广泛和深入地进行了研究。
技术实现思路
本专利技术解决的问题在于提供，该陶瓷材料是一种高介电常数、低介电损耗、低烧结温度和宽成瓷温度范围的新型陶瓷电介质材料。本专利技术是通过以下技术方案来实现一种铌镁钛酸铋陶瓷材料，由铋、铌、镁、钛的含氧化物烧结而成，为焦绿石结构或氟铝镁钠石结构，其中以质量百分比计，铋(铌+镁+钛)=(70 72) : (30^28)所述的铌镁钛酸铋陶瓷材料的化学组成表述为Bi2O3-MgO-Nb2O5-TiO2,以质量百分比计，其比例为Bi203 MgO =Nb2O5 =TiO2= (70 72) (4 2) :(26 11) (0 15)。所述的铌镁钛酸铋陶瓷材料，当质量百分比在70Bi203 4MgO 26Nb205与70Bi203 3Mg0 22Nb205 :5Ti02之间时为焦绿石结构，当质量百分比在70Bi203 3Mg0 22Nb205 5Ti02与7IBi2O3 3Mg0 16Nb205 :IOTiO2时为氟铝镁钠石结构，当质量百分比在7IBi2O3 3Mg0 16Nb205 : IOTiO2 与 72Bi203 2Mg0 llNb205 15Ti02 时为焦绿石结构。所述的铋、铌、镁、钛的含氧化物分别为Bi203、Nb205、MgC03 -Mg(OH)2 ·5Η20和Ti02。所述的烧结为先在750 850°C预烧结2 4h，然后再在850 950°C烧结2 4h0一种铌镁钛酸铋陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤I)按比例称量铋、铌、镁、钛的含氧化物，球磨后充分混合，烘干；2)将烘干后的混合粉料于750 850°C保温2 4h进行预合成；3)将预合成的粉料球磨粉碎，造粒，压制成型；4)将成型后的粉料排粘后于850 950°C保温为2 4h进行烧结，随炉冷却后得到铌镁钛酸铋陶瓷材料。所述的铌镁钛酸铋陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤I)按 Bi2O3 MgC03 · Mg (OH) 2 · 5H20 =Nb2O5 =TiO2= (70 72 ) : (4 2 ) : (26 11):(O 15)的质量百分比称量原料后，置于球磨罐中，加入磨球和去离子水，按照原料、磨球和去离子水的体积比为1:1:3，球磨使原料充分混合；将混合好的浆料置于恒温干燥箱中，于 100°C (±10°C)烘干。2)将烘干后的混合粉料放入坩锅中，进行预合成。其中，预合成温度范围为750 850°C，保温时间为2 4h。 3)对预合成的粉料进行球磨细粉碎，加入适量的聚乙烯醇水溶液进行造粒，造粒完成之后压制成薄圆片素坯。4)将圆片素坯置于箱式高温电炉中进行排粘。5)将排粘后的素坯置于箱式高温电炉烧结，烧结温度范围为85(T950°C，保温时间为2 4h，得到铌镁钛酸铋陶瓷材料。所述的铌镁钛酸铋陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤I)按 Bi2O3 MgC03 · Mg (OH) 2 · 5H20 =Nb2O5 =TiO2= (70 72 ) : (4 2 ) : (26 11):(O 15)的质量百分比称量原料后，置于球磨罐中，加入磨球和去离子水，按照原料、磨球和去离子水的体积比为1:1:3，球磨使原料充分混合；将混合好的浆料置于恒温干燥箱中，于 100°C (±10°C)烘干。2)将烘干后的混合粉料放入坩锅中，进行预合成。其中，预合成温度范围为750 850°C，保温时间为2 4h。3)对预合成的粉料进行球磨细粉碎，加入适量的聚乙烯醇水溶液进行造粒，造粒完成之后压制成薄圆片素坯。4)将圆片素坯置于箱式高温电炉中进行排粘。5)将排粘后的素坯置于箱式高温电炉烧结，烧结温度范围为85(T950°C，保温时间为2 4h，得到铌镁钛酸铋陶瓷材料。一种铌镁钛酸铋陶瓷材料，由铋、铌、镁、钛的氧化物烧结而成，其中以质量百分比计，铋(铌+镁+钛)=(70 72) : (30 28)。所述的铌镁钛酸铋陶瓷材料的化学组成为Bi2O3-MgO-Nb2O5-TiO2与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果本专利技术提供的铌镁钛酸铋陶瓷材料，是一种高介电常数(100 170)、低介电损耗(tan5 ( 5 ΧΙΟ—4)、低烧结温度(< 950°C )和宽成瓷温度范围Γ ΟΟ )的新型陶瓷电介质材料一银镁钛酸铋复合体系，其温度系数(TCC)为_40(T0ppm/°C，温度系数的计算为TCCippm / iT) = ~^x !o('"C (/' . -T ) 25° Cx 125° C 25° Cjq本专利技术提供的铌镁钛酸铋陶瓷材料，为焦绿石或氟铝镁钠石结构，通过调节原料比例可以调节焦绿石结构与氟铝镁钠石结构的比例，从而满足不同介电性能要求当质量百分比在 70Bi203 4MgO 26Nb205 与 70Bi203 3MgO 22Nb205 5Ti02 之间时为焦绿石结构，当质量百分比在 70Bi203 3MgO 22Nb205 :5Ti02 与 71Bi203 3MgO 16Nb205 :IOTiO2 时为氟铝镁钠石结构，当质量百分比在 71Bi203 3Mg0 16Nb205 :IOTiO2 与 72Bi203 2Mg0 =IlNb2O5 :151102时为焦绿石结构。本专利技术提供的铌镁钛酸铋陶瓷材料，首次在铋基陶瓷电介质材料中发现了氟铝镁钠石结构，为今后开展氟铝镁钠石结构的铋基介电材料提供了基础。本专利技术提供的铌镁钛酸铋陶瓷材料，可成为新一代LTCC、MLCC等元器件中的功能介质。附图说明 图I为本专利技术的几种陶瓷材料的XRD谱线图；横坐标为散射角度值，纵坐标为散射峰强度。图2为本专利技术的几种陶瓷材料的介电常数随温度变化曲线图；横坐标为温度值，纵坐标为介电常数值。其中，a70Bi203 4MgO 26Nb205, b 70Bi203 4MgO 24Nb205 2Ti02, c 70Bi203 3Mg0 22Nb205 5Ti02, d 71Bi203 3Mg0 16Nb205 IOTiO2, e 72Bi203 2Mg0 =IlNb2O5 :15Ti02。具体实施例方式下面结合具体的实施例对本专利技术本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种铌镁钛酸铋陶瓷材料，其特征在于，由铋、铌、镁、钛的含氧化物烧结而成，为焦绿石结构或氟铝镁钠石结构，其中以质量分数计，铋：（铌+镁+钛）=（5～8）：（2～3）。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：董思远，樊小健，王晓莉，孙瑞婷，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：
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