本发明专利技术公开了一种Li基可低温烧结微波介电陶瓷Li2Ba1-xSrxTi6O14及其制备方法。介电陶瓷的化学组成通式为：Li2Ba1-xSrxTi6O14，其中，0≤x≤1；将纯度为99.9%以上的BaCO3、SrCO3、Li2CO3和TiO2的原始粉末按Li2Ba1-xSrxTi6O14组成配料，其中，0≤x≤1；湿式球磨混合12小时，溶剂为蒸馏水，烘干后在900℃大气气氛中预烧6小时，然后在预烧粉末中添加粘结剂并造粒后，再压制成型，最后在950～1050℃大气气氛中烧结4小时；所述的粘结剂采用质量浓度为5%的聚乙烯醇溶液，剂量占粉末总量的3%。本陶瓷在950～1050℃烧结良好，其介电常数达到33～42，品质因数Qf值高达62000～110000GHz，谐振频率温度系数小，在工业上有着极大的应用价值。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及介电陶瓷材料，特别是涉及在微波频率使用的介质谐振器、滤波器等微波元器件，以及陶瓷电容器或温度补偿电容器的介电陶瓷材料及制备方法。
技术介绍
微波介电陶瓷是指应用于微波频段(主要是UHF、SHF频段)电路中作为介质材料并完成一种或多种功能的陶瓷，在现代通讯中被广泛用作谐振器、滤波器、介质基片、介质导波回路等元器件，是现代通信技术的关键基础材料，已在便携式移动电话、汽车电话、无绳电话、电视卫星接受器、军事雷达等方面有着十分重要的应用，在现代通讯工具的小型化、集成化过程中正发挥着越来越大的作用。应用于微波频段的介电陶瓷，应满足如下介电特性的要求(1)高的相对介电常·数％以利于器件的小型化，一般要求~>20; (2)高的品质因数Q值或介质损耗tan δ以降低噪音，一般要求Qf彡3000GHz; (3)谐振频率的温度系数Tf尽可能小以保证器件具有好的热稳定性，一般要求_10/°C彡τ f ( +10ppm/°C。国际上从20世纪30年代末就有人尝试将电介质材料应用于微波技术。根据相对介电常数ε r的大小与使用频段的不同，通常可将已被开发和正在开发的微波介质陶瓷分为3类。(I)低ε r和高Q值的微波介电陶瓷，主要是BaO-MgO-Ta2O5, BaO-ZnO-Ta2O5或BaO-MgO-Nb2O5, BaO-ZnO-Nb2O5系统或它们之间的复合系统MWDC材料。其ε ^ = 25 30，Q=(I 2) X IO4 (在f 彡IOGHz下)，Tf ^ O0主要应用于f彡8GHz的卫星直播等微波通信机中作为介质谐振器件。(2)中等和Q值的微波介电陶瓷，主要是以BaTi4O9, Ba2Ti9O2tl和(Zr、Sn)TiO4 等为基的 MWDC 材料，其 ε r = 35 40，Q= (6 9) XlO3 (在 f=3 一4GHz 下)，τ f ( 5ppm/° C。主要用于4 8GHz频率范围内的微波军用雷达及通信系统中作为介质谐振器件。(3)高ε ^而Q值较低的微波介电陶瓷，主要用于O. 8 4GHz频率范围内民用移动通讯系统，这也是微波介电陶瓷研究的重点。80年代以来，Kolar、Kato等人相继发现并研究了类钙钛矿钨青铜型BaO— Ln2O3— TiO2系列(Ln=La, Sm, Nd, Pr等，简称BLT系)、复合隹丐钛矿结构CaO—Li2O一Ln2O3一TiO2系列、铅基系列材料、CahLn2xj73TiO3系等高ε r微波介电陶瓷，其中BLT体系的BaO — Nd2O3 — TiO2材料介电常数达到90，铅基系列(Pb，Ca)ZrO3介电常数达到105。以上这些材料体系的烧结温度一般高于1300° C，不能直接与Ag、Cu等低熔点金属共烧形成多层陶瓷电容器。近年来，随着低温共烧陶瓷技术(Low Temperature Co-firedCeramics, LTCC)的发展和微波多层器件发展的要求，国内外的研究人员对一些低烧体系材料进行了广泛的探索和研究，主要是采用微晶玻璃或玻璃-陶瓷复合材料体系，因低熔点玻璃相具有相对较高的介质损耗，玻璃相的存在大大提高了材料的介质损耗。因此研制无玻璃相的低烧微波介质陶瓷材料是当前研究的重点。但是，对于用于低烧微波介质陶瓷的体系仍然比较有限，这在很大程度上限制了低温共烧技术及微波多层器件的发展。我们前期的专利(ZL200610018112.5)公开了一种组成为(Bai_xSrx)4LiNb3_yTay012，其中O彡X彡1，0彡y彡2的低烧铌酸盐介电陶瓷，其烧结温度低于1300° C，但是其品质因数 Qf 值稍低，限制了其实际应用。文献、分别报道了该类化合物 Li2SrTi6014、Li2BaTi6O14 的晶体结构及作为锂离子电池的电极材料的应用，但是没有涉及有关微波介电性能。为了获得烧结温度低的高Qf值的微波介质材料，我们对Li2BahSrxTi6O14进行了烧结特性与微波介电性能研究，结果发现该类陶瓷具有优异的综合微波介电性能同时烧结温度低于1050° C，可广泛用于各种介质谐振起器、滤波器等微波器件的制造，可满足移动通信、卫星通信等系统的技术需要。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种Li基可低温烧结微波介电陶瓷Li2BahSrxTi6O14及制备方法。本专利技术提供的Li基可低温烧结微波介电陶瓷，其化学组成通式为Li2BahSrxTi6O14,其中,O ^ x ^ I0上述Li基可低温烧结微波介电陶瓷的制备方法，按以下步骤进行将纯度为99. 9% 以上的 BaC03、SrC03、Li2C03 和 TiO2 的原始粉末按 Li2BahSrxTi6O14组成配料，其中，O < X < I ;湿式球磨混合12小时，溶剂为蒸馏水，烘干后在900°C大气气氛中预烧6小时，然后在预烧粉末中添加粘结剂并造粒后，再压制成型，最后在950 1050°C大气气氛中烧结4小时；所述的粘结剂采用质量浓度为5%的聚乙烯醇溶液，剂量占粉末总量的3%。本专利技术的Li基可低温烧结微波介电陶瓷具有低损耗与良好的热稳定性，在950 1050°C烧结良好，其介电常数达到33 42，品质因数Qf值高达62000 110000GHz，谐振频率温度系数小，在工业上有着极大的应用价值。具体实施例方式实施例表I示出了构成本专利技术的各成分含量的几个具体实例及其微波介电性能。其制备方法如上所述，用圆柱介质谐振器法进行微波介电性能的评价。本陶瓷可广泛用于各种介质谐振起器、滤波器等微波器件的制造，可满足移动通信、卫星通信等系统的技术需要。与Ba、Sr相似结构与化学性质的元素如Ca，Pb等，也可以做出与本专利技术类似晶体结构与性能的介电陶瓷。:权利要求1.一种复合氧化物作为可低温烧结微波介电陶瓷的应用，其特征在于所述复合氧化物的化学组成通式为=Li2BahSrxTi6O14，其中，O ^ x ^ I ； 所述的复合氧化物的制备方法具体步骤为 将纯度为99. 9%以上的BaC03、SrCO3> Li2CO3和TiO2的原始粉末按Li2Ba^SrxTi6O14组成配料，其中，OI ;湿式球磨混合12小时，溶剂为蒸馏水，烘干后在900°C大气气氛中预烧6小时，然后在预烧粉末中添加粘结剂并造粒后，再压制成型，最后在950 1050°C大气气氛中烧结4小时；所述的粘结剂采用质量浓度为5%的聚乙烯醇溶液，剂量占粉末总量的3%。全文摘要本专利技术公开了一种Li基可低温烧结微波介电陶瓷Li2Ba1-xSrxTi6O14及其制备方法。介电陶瓷的化学组成通式为Li2Ba1-xSrxTi6O14，其中，0≤x≤1；将纯度为99.9%以上的BaCO3、SrCO3、Li2CO3和TiO2的原始粉末按Li2Ba1-xSrxTi6O14组成配料，其中，0≤x≤1；湿式球磨混合12小时，溶剂为蒸馏水，烘干后在900℃大气气氛中预烧6小时，然后在预烧粉末中添加粘结剂并造粒后，再压制成型，最后在950～1050℃大气气氛中烧结4小时；所述的粘结剂采用质量浓度为5%的聚乙烯醇溶液，剂量占粉末总量的3%。本陶瓷在950～1050℃烧结良好，其介电常数达到33～42，品质因数Qf值高达62000～110000GHz，谐本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种复合氧化物作为可低温烧结微波介电陶瓷的应用，其特征在于所述复合氧化物的化学组成通式为：Li2Ba1？xSrxTi6O14，其中，0≤x≤1；所述的复合氧化物的制备方法具体步骤为：将纯度为99.9%以上的BaCO3、SrCO3、Li2CO3和TiO2的原始粉末按Li2Ba1？xSrxTi6O14组成配料，其中，0≤x≤1；湿式球磨混合12小时，溶剂为蒸馏水，烘干后在900℃大气气氛中预烧6小时，然后在预烧粉末中添加粘结剂并造粒后，再压制成型，最后在950～1050℃大气气氛中烧结4小时；所述的粘结剂采用质量浓度为5%的聚乙烯醇溶液，剂量占粉末总量的3%。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：方亮，苏聪学，向飞，郑少英，
申请(专利权)人：桂林理工大学，
类型：发明
国别省市：
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