專利名稱：一種微波介質(zhì)陶瓷材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于介質(zhì)陶瓷材料領(lǐng)域，具體涉及一種復(fù)合改性的(Mga8Zna2)TiO3微波介質(zhì)陶瓷材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
微波介質(zhì)陶瓷(Microwave Dielect Ceramics,簡寫MWDC)是一種指在微波頻段下使用的一種電介質(zhì)材料，它在外電場下，物質(zhì)內(nèi)部極化強度發(fā)生變化，以感應(yīng)的方式傳遞和儲存電能。以其優(yōu)異的微波介電性能在微波電路系統(tǒng)中發(fā)揮著介質(zhì)隔離、介質(zhì)波導(dǎo)以及介質(zhì)諧振等一系列電路功能，促進了微波電路的小型化、集成化和高品質(zhì)化。近年來，便攜式移動電話、車載電話、衛(wèi)星直播電視、全球定位系統(tǒng)(GPS)和軍用制導(dǎo)系統(tǒng)等微波通信系統(tǒng)得到迅速發(fā)展，移動通信設(shè)備和便攜式終端正趨向小型、輕量、薄 型、高頻、低功耗、多功能高性能發(fā)展，因此，研制高性能的陶瓷材料來制作微波介質(zhì)諧振器替代傳統(tǒng)的各種金屬諧振腔，已成為微波介質(zhì)陶瓷研究的重點項目之一。由于微波技術(shù)設(shè)備向小型化與集成化，尤其是向民用的大產(chǎn)量，低價格化方向大量發(fā)展，目前已經(jīng)開發(fā)出一大批適用于各種微波頻段的微波介質(zhì)陶瓷材料。應(yīng)用于微波電
路的介質(zhì)陶瓷，應(yīng)滿足如下介電特征的要求(I)相對高的介電常數(shù)S以減小器件尺寸，一般要求 彡20 ; (2)高的品質(zhì)因素Q以降低噪音，一般要求Qf彡3000 ; (3)接近零的頻率溫度系數(shù) 以保證器件的溫度穩(wěn)定性。(Mga8Zna2)TiO3系微波介質(zhì)陶瓷受到廣泛的關(guān)注，其主要特點是原料豐富、價格低，但它的主要缺點是(I)介電常數(shù)偏低，在17 20之間；(2)諧振頻率溫度系數(shù)絕對值偏大。這限制了它的使用，要想進一步改善MZT系列陶瓷的介電性能，就需要尋找一種與之燒成溫度接近的、介電常數(shù)很高的、頻率溫度系數(shù)為正值的陶瓷與之復(fù)合以達到使用要求。將上述兩種材料，即(MgQ.8ZnQ.2)Ti03，Ba4Nd28/3Ti18054 ^zBi2O3，進行復(fù)合以調(diào)節(jié)其介電常數(shù)，諧振頻率溫度系數(shù)等微波介電性能的研究，目前還未見有類似的報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種復(fù)合改性的(Mgtl 8Zntl 2)TiO3微波介質(zhì)陶瓷材料，以克服目前該微波介質(zhì)陶瓷材料存在溫度穩(wěn)定性不好和介電常數(shù)較低的缺點，還提供該微波介質(zhì)陶瓷材料的制備方法，以獲取接近零溫度系數(shù)、具有較高介電常數(shù)的微波介質(zhì)陶瓷。本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用以下的技術(shù)方案
本發(fā)明提供的微波介質(zhì)陶瓷材料，是一種以(Mga8Zna2)TiO3微波介質(zhì)陶瓷為基礎(chǔ)加入高介電材料Ba4Nd28/3Ti18054 · ZBi2O3制備而成致密的復(fù)合改性的微波介質(zhì)陶瓷(l_m){(Mga8Zna2)Ti03} ^(Ba4Nd2873Ti18O54 *zBi203}，m=0.1 O. 5，ζ=0· 12 O. 18，其各組分的摩爾份量比為(MgCO3) 4 Mg (OH) 2 ·5Η20 8 14. 4: ZnO 10 18:BaCO3 20 40:Nd2O3 45. 3 238. 5IBi2O3 O. 6 4. 5:Ti02 2 70 950 ;其中(Mgtl 8Zntl 2) TiO3 中 TiO2 摩爾份量為 50 90，Ba4Nd2873Ti18O54 · ZBi2O3 中 TiO2 摩爾份量為 180 900。本發(fā)明提供的上述微波介質(zhì)陶瓷材料，其制備方法包括以下步驟
(1)按所述(Mga8Zna2)TiO3微波介質(zhì)陶瓷和高介電材料Ba4Nd28Z3Ti18O54· ZBi2O3的組成配比稱取合成其的原料 Zn。、Ti02、BaCO3' Nd2O3' (MgCO3)4 · Mg(OH)2 · 5H20、Bi2O3，分別將這些原料在蒸餾水中進行球磨，再混合和烘干，得混合原料；
(2)分別將制備好的(Mga8Zna2)TiO3和Ba4Nd2873Ti18O54· ZBi2O3原料進行預(yù)燒處理，預(yù)燒后的原料隨爐冷卻；
(3)將隨爐冷卻的原料按m=0.1 O. 5，z=0. 12 O. 1 8稱取，于蒸餾水中進行球磨，再烘干，得烘干后的粉料；
(4)按烘干后的粉料總質(zhì)量的7 9%加入粘結(jié)劑，研磨造粒，壓制成型；
(5)將壓制成型的試樣置于燒結(jié)爐中，使其在溫度為1200°C 1250°C下燒結(jié)成瓷，再隨爐降溫；
經(jīng)過上述步驟獲得致密的復(fù)合改性的微波介質(zhì)陶瓷。上述步驟(I)中，可以采用罐磨球磨機濕法球磨，球磨時間為20h 24h。上述步驟(2)中，所述的預(yù)燒溫度可以為1100°C 1150°C，升溫速率5°C / min，保溫時間4h。上述步驟(2)中，所述的預(yù)燒溫度可以為1020°C 1050°C，升溫速率5°C / min,保溫時間4h。上述步驟(4)中，所述粘結(jié)劑可以采用質(zhì)量濃度為5%的(PVA)或羧甲基纖維素鈉(CMC)。上述步驟(4)中，所述研磨時間為I 2h，造粒后過200目篩。上述步驟(4)中，所述壓制成型可以采用冷等靜壓成型方法將樣品裝入橡膠袋，置于密閉的液體環(huán)境當中，通過液體傳遞壓力成型，成型壓力為lOOMPa。上述步驟(5)中，所述燒結(jié)成瓷的過程可以是以5°C / min的升溫速率將燒結(jié)爐內(nèi)的溫度升至450°C，在450°C保溫4h ;450°C之后升溫速率為8°C / min，至燒結(jié)溫度1200。。 1250。。。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下的主要優(yōu)點1.提供了一種介電性能優(yōu)異的、適用于微波頻段的微波介質(zhì)陶瓷材料(1-m){(Mg0 8Zn0 2) TiO3I · m (Ba4Nd2873Ti18O54 · ZBi2O3I。2.通過復(fù)合改性后,使制備的(1-m) ((Mg0 8Zn0 2) TiO3I ·πι{ΒΒ4Ν(128/3Τ 180Μ *zBi203}介電性能得到改善，介電常數(shù)由18變?yōu)?7. 5 48. 8，諧振頻率溫度系數(shù)4由-53ppm/。。變?yōu)橼呌诹?如"ζ =-4. 1、·ζ =-5. 6、·ζ =—7. 8> ^ =1.1等),保證了微波器件的中心
頻率不會隨工作環(huán)境溫度的變化產(chǎn)生大的漂移，從而使器件可以穩(wěn)定的工作。3.制備工藝簡單，符合環(huán)保要求，無毒，對環(huán)境無污染，有利于工業(yè)規(guī)?；a(chǎn)。
具體實施例方式本發(fā)明為克服(Mga8Zna2)TiO3系微波介質(zhì)陶瓷溫度穩(wěn)定性不好和介電常數(shù)較低的缺點，采用固相反應(yīng)法和通過Ba4Nd2873Ti18O54 · ZBi2O3與之復(fù)合的技術(shù)路線獲得一系列接近零溫度系數(shù)、具有較高介電常數(shù)的微波介質(zhì)陶瓷。本發(fā)明提供了(In){(Mga8Zna2) Ti03} *m (Ba4Nd2873Ti18O54 *zBi203} (m=0.1 O. 5,z=0. 12 O. 18),通過改變m與z的值來尋求合適的配比。本發(fā)明復(fù)合改性制備微波介質(zhì)陶瓷的具體實施例的組成如表I所示
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步說明，但不限定本發(fā)明。實施例1 (1-m) ((Mg0 8Zn0 2)TiO3I *m(Ba4Nd2873Ti18O54 *zBi203}微波介質(zhì)陶瓷的制備
所述微波介質(zhì)陶瓷組成如表I中例I所示，具體制備方法包括如下步驟
(I)以(MgCO3)4 · Mg(OH)2 · 5H20、ZnO、TiO2為原料，在蒸餾水中球磨20h烘干，壓片。(2)以5°C / min的升溫速度，在預(yù)燒溫度1100°C下保溫時間4h，合成(Mga8Ζηα2) TiO3。(3)按表 I 例 I 中 ζ=0. 12 的比例稱取 BaC03、Nd203、Bi203、Ti02、Bi2O3,在蒸餾水中球磨20h烘干，壓片。(4)以5 °C / min的升溫速度，在預(yù)燒溫度1020 V下保溫時間4h，合成Ba4Nd2873Ti18O54 · O. 12Bi203。(5)按表 I 例 I 中 m=0.1 的比例配(l_m) {(Mga8Zna2) Ti03} *m(Ba4Nd2873Ti18O54 *zBi203}，濕磨24h，烘干后的物料經(jīng)200目篩網(wǎng)過篩，加入濃度為5%的聚乙烯醇(PVA)溶液，加入量占原料總質(zhì)量的7%。(6)用IOOMPa的冷等靜壓壓制成型，于1200°C燒成，升溫速率為450°C之前為50C / min，在450°C保溫4h ;450°C之后升溫速率為8°C / min至燒結(jié)溫度，保溫4h，再隨爐降溫。(7)將樣品拋光，采用Agilient 8722ET網(wǎng)絡(luò)分析儀，根據(jù)Hakk1-Coleman法的TEOll模測定介電常數(shù)4和品質(zhì)因素Qf，S值在25°C 80°C下測定。介電性能如下r=28. 20，Qf =15479.8，^ =-19. 8。實施例2 : (1-m) {(Mga8Zna2) Ti03} -1niBa4Nd2873Ti18O54 -ZBi2O3I 微波介質(zhì)陶瓷的制備
所述微波介質(zhì)陶瓷組成如表I中例2所示，具體制備方法包括如下步驟
(I)以(MgCO3)4 · Mg(OH)2 · 5H20、ZnO、TiO2為原料，在蒸餾水中球磨21h烘干，壓片。(2)以5°C/ min的升溫速度，在預(yù)燒溫度1110°C下保溫時間4h，合成(Mga8Zna2)TiO3。(3)按表 I 例 2 中 z=0. 15 的比例稱取 BaC03、Nd203、Bi203、Ti02、Bi2O3,在蒸餾水中球磨21h烘干，壓片。(4)以5 °C / min的升溫速度，在預(yù)燒溫度1030 V下保溫時間4h，合成Ba4Nd2873Ti18O54 · O. 12Bi203。(5)按表 I 例 2 中 m=0.1 的比例配(l_m) {(Mg0.8Zn0.2) Ti03} ^(Ba4Nd2873Ti18O54 ·ζΒi203}，濕磨24h，烘干后的物料經(jīng)200目篩網(wǎng)過篩，加入濃度為5%的羧甲基纖維素鈉(CMC)溶液，加入量占原料總質(zhì)量的7%。
(6)用IOOMPa的冷等靜壓壓制成型，于1210°C燒成，升溫速率為450°C之前為50C / min，在450°C保溫4h ;450°C之后升溫速率為8°C / min至燒結(jié)溫度，保溫4h，再隨爐降溫。(7)將樣品拋光，采用Agilient 8722ET網(wǎng)絡(luò)分析儀，根據(jù)Hakk1-Coleman法的TEOll模測定介電常數(shù)4和品質(zhì)因素Qf， 值在25°C 80°C下測定。介電性能如下r=29. 24, Qf =10530,^ =-18. 89。實施例3 (1-m) {(Mga8Zna2) Ti03} *m(Ba4Nd2873Ti18054 *zBi203}微波介質(zhì)陶瓷的制備
所述微波介質(zhì)陶瓷組成如表I中例3所示，具體制備方法包括如下步驟
(I)以(MgCO3)4 · Mg(OH)2 · 5H20、ZnO、TiO2為原料，在蒸餾水中球磨22h烘干，壓片。
(2)以5°C/ min的升溫速度，在預(yù)燒溫度1120°C下保溫時間4h，合成(Mgci 8Zntl 2)TiO3。(3)按表 I 例 3 中 z=0. 18 的比例稱取 BaC03、Nd203、Bi203、Ti02、Bi2O3,在蒸餾水中球磨22h烘干，壓片。(4)以5 °C / min的升溫速度，在預(yù)燒溫度1040 V下保溫時間4h，合成Ba4Nd2873Ti18O54 · O. 12Bi203。(5)按表 I 例 3 中 m = 0.1 的比例配(l_m) { (Mg0 8Zn0 2)TiO3I · IniBa4Nd2873Ti18O54 · ZBi2O3I濕磨24h，烘干后的物料經(jīng)200目篩網(wǎng)過篩，加入濃度為5%的聚乙烯醇(PVA)溶液，加入量占原料總質(zhì)量的7%。(6)用IOOMPa的冷等靜壓壓制成型，于1220°C燒成，升溫速率為450°C之前為50C / min，在450°C保溫4h ;450°C之后升溫速率為8°C / min至燒結(jié)溫度，保溫4h，再隨爐降溫。(7)將樣品拋光，采用Agilient 8722ET網(wǎng)絡(luò)分析儀，根據(jù)Hakk1-Coleman法的TEOll模測定介電常數(shù)與和品質(zhì)因素Qf， 值在25°C 80°C下測定。介電性能如下 =27. 53, Qf =9364.8，^ =-20.75。實施例4 ιι-m; ((Mg0 8Zn0 2)TiO3I *m(Ba4Nd2873Ti18O54 *zBi203}微波介質(zhì)陶瓷的制備
所述微波介質(zhì)陶瓷組成如表I中例4所示，具體制備方法包括如下步驟
(I)以(MgCO3)4 · Mg(OH)2 · 5H20、ZnO、TiO2為原料，在蒸餾水中球磨24h烘干，壓片。(2)以5°C / min的升溫速度，在預(yù)燒溫度1150°C下保溫時間4h，合成(Mg。.8Ζηα2)TiO3。(3)按表 I 例 4 中 ζ=0. 12 的比例稱取 BaC03、Nd203、Bi203、Ti02、Bi2O3,在蒸餾水中球磨24h烘干，壓片。(4)以5 °C / min的升溫速度，在預(yù)燒溫度1050 V下保溫時間4h，合成Ba4Nd2873Ti18O54 · O. 12Bi203。(5)按表 I 例 4 中 m=0. 3 的比例配(l_m) {(Mga8Zna2) Ti03} *m(Ba4Nd2873Ti18O54 ·ζΒi203}，濕磨24h，烘干后的物料經(jīng)200目篩網(wǎng)過篩，加入濃度為5%的羧甲基纖維素鈉(CMC)溶液，加入量占原料總質(zhì)量的8%。
(6)用IOOMPa的冷等靜壓壓制成型，于1230°C燒成，升溫速率為450°C之前為50C / min，在450°C保溫4h ;450°C之后升溫速率為8°C / min至燒結(jié)溫度，保溫4h，再隨爐降溫。(7)將樣品拋光，采用Agilient 8722ET網(wǎng)絡(luò)分析儀，根據(jù)Hakk1-Coleman法的TEOll模測定介電常數(shù)&和品質(zhì)因素Qf， 值在25°C 80°C下測定。介電性能如下r=34. 26，Qf =8344. 9，^ =-7. 8。實施例5 (1-m) ((Mg0 8Zn0 2)TiO3I *m(Ba4Nd2873Ti18O54 *zBi203}微波介質(zhì)陶瓷的制備
所述微波介質(zhì)陶瓷組成如表I中例5所示，具體制備方法包括如下步驟
(I)以(MgCO3)4 · Mg(OH)2 · 5H20、ZnO、TiO2為原料，在蒸餾水中球磨24h烘干，壓片。
(2)以5°C/ min的升溫速度，在預(yù)燒溫度1150°C下保溫時間4h，合成(Mgci 8Zntl 2)TiO3。(3)按表 I 例 5 中 z=0. 15 的比例稱取 BaC03、Nd203、Bi203、Ti02、Bi2O3,在蒸餾水中球磨24h烘干，壓片。(4)以5 °C / min的升溫速度，在預(yù)燒溫度1050 V下保溫時間4h，合成Ba4Nd2873Ti18O54 · O. 12Bi203。(5)按表 I 例 5 中 m=0. 3 的比例配(l_m) {(Mga8Zna2) Ti03} *m(Ba4Nd2873Ti18O54 *zBi203}，濕磨24h，烘干后的物料經(jīng)200目篩網(wǎng)過篩，加入濃度為5%的聚乙烯醇(PVA)溶液，加入量占原料總質(zhì)量的8%。(6)用IOOMPa的冷等靜壓壓制成型，于1230°C燒成，升溫速率為450°C之前為50C / min，在450°C保溫4h ;450°C之后升溫速率為8°C / min至燒結(jié)溫度，保溫4h，再隨爐降溫。(7)將樣品拋光，采用Agilient 8722ET網(wǎng)絡(luò)分析儀，根據(jù)Hakk1-Coleman法的TEOll模測定介電常數(shù)與和品質(zhì)因素Qf，值在25°C 80°C下測定。介電性能如下 =34. 91，Qf =5924. 2 =1.1。實施例6 ιι-m; ((Mg0 8Zn0 2)TiO3I *m(Ba4Nd2873Ti18O54 *zBi203}微波介質(zhì)陶瓷的制備
所述微波介質(zhì)陶瓷組成如表I中例6所示，具體制備方法包括如下步驟
(I)以(MgCO3)4 · Mg(OH)2 · 5H20、ZnO、TiO2為原料，在蒸餾水中球磨23h烘干，壓片。(2)以5°C / min的升溫速度，在預(yù)燒溫度1130°C下保溫時間4h，合成(Mg。.8Ζηα2)TiO3。(3)按表 I 例 6 中 ζ=0. 18 的比例稱取 BaC03、Nd203、Bi203、Ti02、Bi2O3,在蒸餾水中球磨23h烘干，壓片。(4)以5 O / min的升溫速度，在預(yù)燒溫度1040 V下保溫時間4h,合成Ba4Nd2873Ti18O54 · O. 12Bi203。(5)按表 I 例 6 中 m=0. 3 的比例配(l_m) {(Mga8Zna2) Ti03} *m(Ba4Nd2873Ti18O54 ·ζΒi203}，濕磨24h，烘干后的物料經(jīng)200目篩網(wǎng)過篩，加入濃度為5%的羧甲基纖維素鈉(CMC)溶液，加入量占原料總質(zhì)量的8%。
(6)用IOOMPa的冷等靜壓壓制成型，于1240°C燒成，升溫速率為450°C之前為50C / min，在450°C保溫4h ;450°C之后升溫速率為8°C / min至燒結(jié)溫度，保溫4h，再隨爐降溫。(7)將樣品拋光，采用Agilient 8722ET網(wǎng)絡(luò)分析儀，根據(jù)Hakk1-Coleman法的TEOll模測定介電常數(shù)&和品質(zhì)因素Qf， 值在25°C 80°C下測定。介電性能如下r=35. 56, Qf =5555.6,^ =-8.86。實施例7 (1-m) {(Mga8Zna2) Ti03} *m(Ba4Nd2873Ti18054 *zBi203}微波介質(zhì)陶瓷的制備
所述微波介質(zhì)陶瓷組成如表I中例7所示，具體制備方法包括如下步驟
(I)以(MgCO3)4 · Mg(OH)2 · 5H20、ZnO、TiO2為原料，在蒸餾水中球磨23h烘干，壓片。(2)以5°C / min的升溫速度，在預(yù)燒溫度1140°C下保溫時間4h，合成(Mga8Ζηα2)TiO3。(3)按表 I 例 7 中 ζ=0. 12 的比例稱取 BaC03、Nd203、Bi203、Ti02、Bi2O3,在蒸餾水中球磨23h烘干，壓片。(4)以5 °C / min的升溫速度，在預(yù)燒溫度1040 V下保溫時間4h,合成Ba4Nd2873Ti18O54 · O. 12Bi203。(5)按表 I 例 7 中 m = 0. 5 的比例配(l_m) { (Mg0 8Zn0 2)TiO3I · IniBa4Nd2873Ti18O54 · ZBi2O3I濕磨24h，烘干后的物料經(jīng)200目篩網(wǎng)過篩，加入濃度為5%的聚乙烯醇(PVA)溶液，加入量占原料總質(zhì)量的9%。(6)用IOOMPa的冷等靜壓壓制成型，于1240°C燒成，升溫速率為450°C之前為50C / min，在450°C保溫4h ;450°C之后升溫速率為8°C / min至燒結(jié)溫度，保溫4h，再隨爐降溫。(7)將樣品拋光，采用Agilient 8722ET網(wǎng)絡(luò)分析儀，根據(jù)Hakk1-Coleman法的TEOll模測定介電常數(shù)與和品質(zhì)因素Qf，值在25°C 80°C下測定。介電性能如下 =36. 06, Qf =4748. 9，^ =10. 865。實施例8 ιι-m; ((Mg0 8Zn0 2)TiO3I *m(Ba4Nd2873Ti18O54 *zBi203}微波介質(zhì)陶瓷的制備
所述微波介質(zhì)陶瓷組成如表I中例8所示，具體制備方法包括如下步驟
(I)以(MgCO3)4 · Mg(OH)2 · 5H20、ZnO、TiO2為原料，在蒸餾水中球磨24h烘干，壓片。(2)以5°C/ min的升溫速度，在預(yù)燒溫度1150°C下保溫時間4h，合成(Mga8Zna2)TiO3。(3)按表 I 例 8 中 z=0. 15 的比例稱取 BaC03、Nd203、Bi203、Ti02、Bi2O3,在蒸餾水中球磨24h烘干，壓片。(4)以5 °C / min的升溫速度，在預(yù)燒溫度1050 V下保溫時間4h，合成Ba4Nd2873Ti18O54 · O. 12Bi203。(5)按表 I 例 8 中 m=0. 5 的比例配(l_m) {(Mga8Zna2) Ti03} *m(Ba4Nd2873Ti18O54 ·ζΒi203}，濕磨24h，烘干后的物料經(jīng)200目篩網(wǎng)過篩，加入濃度為5%的羧甲基纖維素鈉(CMC)溶液，加入量占原料總質(zhì)量的9%。
(6)用IOOMPa的冷等靜壓壓制成型，于1250°C燒成，升溫速率為450°C之前為50C / min，在450°C保溫4h ;450°C之后升溫速率為8°C / min至燒結(jié)溫度，保溫4h，再隨爐降溫。(7)將樣品拋光，采用Agilient 8722ET網(wǎng)絡(luò)分析儀，根據(jù)Hakk1-Coleman法的
TEOll模測定介電常數(shù)&和品質(zhì)因素Qf， 值在25°C 80°C下測定。介電性能如下r
=40. 8，Qf =4356，Ti =-5. 6
實施例 9 (1-m) ((Mg0 8Zn0 2) TiO3I · m(Ba4Nd2873Ti18O54 · ZBi2O3I 微波介質(zhì)陶瓷的制備所述微波介質(zhì)陶瓷組成如表I中例9所示，具體制備方法包括如下步驟
(I)以(MgCO3)4 · Mg(OH)2 · 5H20、ZnO、TiO2為原料，在蒸餾水中球磨22h烘干，壓片。(2)以5°C / min的升溫速度，在預(yù)燒溫度1140°C下保溫時間4h，合成(Mga8Ζηα2) TiO3。(3)按表 I 例 9 中 ζ=0. 18 的比例稱取 BaC03、Nd203、Bi203、Ti02、Bi2O3,在蒸餾水中球磨20h烘干，壓片。(4)以5 °C / min的升溫速度，在預(yù)燒溫度1040 V下保溫時間4h，合成Ba4Nd2873Ti18O54 · O. 12Bi203。(5)按表 I 例 9 中 m=0. 5 的比例配(l_m) {(Mga8Zna2) Ti03} *m(Ba4Nd2873Ti18O54 ·ζΒi203}，濕磨24h，烘干后的物料經(jīng)200目篩網(wǎng)過篩，加入濃度為5%的羧甲基纖維素鈉(CMC)溶液，加入量占原料總質(zhì)量的9%。(6)用IOOMPa的冷等靜壓壓制成型，于1250°C燒成，升溫速率為450°C之前為50C / min，在450°C保溫4h ;450°C之后升溫速率為8°C / min至燒結(jié)溫度，保溫4h，再隨爐降溫。(7)將樣品拋光，采用Agilient 8722ET網(wǎng)絡(luò)分析儀，根據(jù)Hakk1-Coleman法的TEOll模測定介電常數(shù) 和品質(zhì)因素Qf， 值在25°C 80°C下測定。介電性能為^=48. 8,Qf =3987, =-4.1。表I 中“原料 3” 的名稱為 “ (MgCO3) 4 · Mg (OH) 2 · 5H20”。附表
表I本發(fā)明復(fù)合改性制備微波介質(zhì)陶瓷的具體實施例的組成的摩爾比例(mol%)
實例mZ原料3ZnOBaCO3Nd2O3Bi2O3TiO2IO.1O. 1214. 4184045. 3O. 62702O.1O. 1514. 4184045. 3O. 752703O.1O. 1814. 4184045. 3O. 92704O. 3O. 1211. 214120135.91. 86105O. 3O. 1511. 214120135.92. 256106O. 3O. 1811. 214120135. 92. 76107O. 5O. 12810200226. 539508O. 5O. 15810200226. 53. 759509O. 5O. 18810200226. 54. 5950
權(quán)利要求
1.一種微波介質(zhì)陶瓷材料，其特征是以(Mga8Zna2) TiO3微波介質(zhì)陶瓷為基礎(chǔ)加入高介電材料Ba4Nd2873Ti18O54 -ZBi2O3制備而成致密的復(fù)合改性的微波介質(zhì)陶瓷(l_m) {(Mga8Zna2)TiO3I · m(Ba4Nd2873Ti18O54 · zBi203}，m=0.1 O. 5，z=0. 12 O. 18，其各組分的摩爾份量比為(MgCO3)4 · Mg (OH) 2 · 5H20 8 14. 4: ZnO 10 18 = BaCO3 20 40 = Nd2O3 45. 3 238. 5 IBi2O3 O. 6 4. 5: TiO2 270 950，所述(Mgtl 8Zntl 2) TiO3 中 TiO2 摩爾份量為 50 90，Ba4Nd2873Ti18O54 · ZBi2O3 中 TiO2 摩爾份量為 180 900。
2.一種制備如權(quán)利要求1所述的微波介質(zhì)陶瓷材料的方法，其特征是包括以下步驟 (1)按所述(Mga8Zna2)TiO3微波介質(zhì)陶瓷和高介電材料Ba4Nd28/3Ti18054· ZBi2O3的組成配比稱取合成其的原料 Zn。、Ti02、BaCO3' Nd2O3' (MgCO3)4 · Mg(OH)2 · 5H20、Bi2O3，分別將這些原料在蒸餾水中進行球磨，再混合和烘干，得混合原料； (2)分別將制備好的(Mga8Zna2)TiO3和Ba4Nd2873Ti18O54· ZBi2O3原料進行預(yù)燒處理，預(yù)燒后的原料隨爐冷卻； (3)將隨爐冷卻的原料按m=0.1 O. 5，z=0. 12 O. 18稱取，于蒸餾水中進行球磨，再烘干，得烘干后的粉料； (4)按烘干后的粉料總質(zhì)量的7 9%加入粘結(jié)劑，研磨造粒，壓制成型； (5)將壓制成型的試樣置于燒結(jié)爐中，使其在溫度為1200°C 1250°C下燒結(jié)成瓷，再隨爐降溫最終獲得致密的復(fù)合改性的(1-m) (Mg0.8Zn0.2) TiO3 · m(Ba4Nd2873Ti18O54 · ZBi2O3I微波介質(zhì)陶瓷。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于步驟(I)中采用罐磨球磨機濕法球磨，球磨時間為20h 24h。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于步驟(2)中所述的預(yù)燒溫度，((Mga8Zna2)TiO3的預(yù)燒溫度為1100。。 1150°C，升溫速率5°C / min，保溫時間4h。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于步驟(2)中所述的預(yù)燒溫度，Ba4Nd2873Ti18O54的預(yù)燒溫度為1020°C 1050°C，升溫速率5°C / min，保溫時間4h。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于步驟(4)中粘結(jié)劑采用質(zhì)量濃度為5%的聚乙烯醇或羧甲基纖維素鈉。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于步驟(4)中所述研磨造粒時間為I 2h，過200目篩。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于步驟(4)中所述壓制成型采用冷等靜壓成型方法將樣品裝入橡膠袋，置于密閉的液體環(huán)境當中，通過液體傳遞壓力成型； 成型壓力為lOOMPa。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于步驟(5)所述燒結(jié)成瓷的過程是以50C / min的升溫速率將燒結(jié)爐內(nèi)的溫度升至450°C，在450°C保溫4h ;450°C之后升溫速率為8°C / min，至燒結(jié)溫度1200°C 1250°C。
全文摘要
本發(fā)明是一種以(Mg0.8Zn0.2)TiO3微波介質(zhì)陶瓷為基礎(chǔ)加入高介電材料Ba4Nd28/3Ti18O54·zBi2O3而成的微波介質(zhì)陶瓷材料，其各組分的摩爾份量比為(MgCO3)4·Mg(OH)2·5H2O8～14.4:ZnO10～18:BaCO320～40:Nd2O345.3～238.5:Bi2O30.6～4.5:TiO2270～950，所述Mg0.8Zn0.2)TiO3中的TiO2摩爾份量為50～90，Ba4Nd28/3Ti18O54·zBi2O3中TiO2摩爾份量為180～900。本發(fā)明介電性能優(yōu)異，制備工藝簡單，無毒，對環(huán)境無污染，有利于工業(yè)規(guī)?；a(chǎn)。
文檔編號C04B35/622GK103011802SQ20121056124
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月21日
發(fā)明者吉曉莉, 翟成成 申請人:武漢理工大學(xué)