三元可低温烧结微波介质陶瓷及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种Na2O-MgO-V2O5三元可低温烧结微波介质陶瓷。(1)将纯度≥99%的Na2CO3、MgO和NH4VO3的原始粉末按NaMg4V3O12的组成称量配料；(2)将步骤(1)原料湿式球磨混合4h，以乙醇为球磨介质，干燥后在680℃空气气氛下预烧4h；(3)在步骤（2）制成粉体中添加粘结剂并造粒后，压制成型，最后将瓷料在770~870℃下烧结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7%。本发明制备的微波介质陶瓷，其烧结温度低（≤870℃），微波性能优异：介电常数（ ε r ）为9~10， Q × f 值高达32820GHz以及 τ f 稳定,可用于LTCC谐振器、天线、滤波器等微波器件的制造。
【专利说明】Na2O-MgO-V2O5三元可低温烧结微波介质陶瓷及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电子陶瓷及其制造领域，涉及在微波频率使用的介质基板、天线和谐 振器等微波元器件的介电陶瓷材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 微波介质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，是近30年来迅速发展起来的一类新型功能陶瓷。微波 介质陶瓷不仅可以作为微波电路中的绝缘基板，还可用于制造微波介质滤波器和谐振器等 器件。
[0003] 近年来，随着微波移动通讯技术不断向高频化和数字化方向发展，对元器件模块 化的要求也越来越迫切。低温共烧陶瓷技术（LTCC，Low Temperature Co-fired Ceramics) 是电子器件模块化的主要技术之一。LTCC的关键技术要求微波介质材料必须性能优异、 具有低的烧结温度（彡900°C)且能与Ag电极共烧兼容。目前大多数的微波介电陶瓷虽 然具有优异的性能，但是其烧结温度太高（彡1300°C)，如（Zr，Sn)Ti0 4、Ba(Zn1/3Ta2/3)03、 Ba (Mg1/3Ta2/3) O3等，故无法应用于LTCC器件上。因此越来越多的研究放在了探索烧结温度 低、性能优异且能与Ag电极实现共烧兼容的材料体系上。
[0004] 前期探索中我们发现，Na2O-MgO-V2O5三元体系化合物NaMg 4V3O12具有较低的烧结 温度和优异的微波介电性能，可广泛应用于LTCC微波基板、滤波器以及谐振器的制备，满 足低温共烧陶瓷多层陶瓷器件的技术需要。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种低烧结温度、性能优异的LTCC微波介质陶瓷材料及其 制备方法。
[0006] 本发明涉及的微波介质陶瓷材料的化学组成式为：NaMg4V30 12。
[0007] 微波介质陶瓷材料的制备方法具体步骤为： (1) 将纯度彡99%的Na2C03、MgO和NH4VO3的原始粉末按NaMg 4V3O12的组成称量配料； (2) 将步骤（1)原料湿式球磨混合4h，以乙醇为球磨介质，干燥后在680°C空气气氛下 预烧4h; (3) 在步骤（2)制成粉体中添加粘结剂并造粒后，压制成型，最后将瓷料在77(T870°C 下烧结，保温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 7%。
[0008] 本发明制备的微波介质陶瓷，其烧结温度低（< 870°C)，微波性能优异：介电常数 (G)为扩10, 值高达32820GHz以及~稳定；在谐振器、微波天线、滤波器等微波器 件的制造方面有应用前景。
【具体实施方式】
[0009] 实施例I : 表1示出了构成本发明的不同烧结温度的6个具体实施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。
[0010] 本陶瓷可广泛用于LTCC介质基板、谐振器和滤波器等微波器件的制造，在移动通 信和卫星通信等系统的应用方面也有广阔的前景。
[0011]表1:
【权利要求】
1. 一种Na20-Mg0-V205三元可低温烧结微波介质陶瓷，其特征在于该微波介质陶瓷材 料的化学组成式为：NaMg4V3012 ; 所述微波介质陶瓷材料的制备方法步骤为： (1) 将纯度彡99%的Na2C03、MgO和NH4V03的原始粉末按NaMg 4V3012的组成称量配料； (2) 将步骤（1)原料湿式球磨混合4h，以乙醇为球磨介质，干燥后在680°C空气气氛下 预烧4h; (3) 在步骤（2)制成粉体中添加粘结剂并造粒后，压制成型，最后将瓷料在77(T870°C 下烧结，保温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 7%。
【文档编号】C04B35/622GK104446467SQ201410622914
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月8日 优先权日:2014年11月8日
【发明者】周焕福, 龚健章, 郝澍钊, 陈秀丽 申请人:桂林理工大学