本發(fā)明涉及電子陶瓷及其制造,具體涉及一種新型單相鉬酸鹽陶瓷材料及其制備方法。
背景技術:
1、通信技術的進步極大地促進了微波介質陶瓷材料的發(fā)展,特別是通過介質諧振器在小型化、便攜性、高頻率和低功耗方面的廣泛應用。低溫共燒陶瓷(ltcc)由于能夠在較低溫度下燒結,實現(xiàn)高集成度,并在高頻通信系統(tǒng)中提供優(yōu)越的性能,已成為電子陶瓷領域的基石。ltcc技術通過用低熔點電極(如銀(ag))共燒有源和無源元件,實現(xiàn)小型化和高集成化,從而滿足高頻通信設備在尺寸、性能和能效方面的苛刻要求。值得注意的是,當燒結溫度不超過950℃時,ltcc材料可以與ag電極共燒,這對于保證器件的穩(wěn)定性和可靠性至關重要。此外,低介電常數是減輕信號傳輸延遲的關鍵,而高質量因子(q×f)有效地減少了能量耗散,從而增強了信號的完整性。諧振頻率的近零溫度系數保證了高頻應用中卓越的穩(wěn)定性和精度。因此,開發(fā)具有低介電常數、高q×f和諧振頻率接近零溫度系數的ltcc材料對于推進下一代高性能電子器件至關重要。
2、在眾多的電子陶瓷中,鉬酸鹽基陶瓷因其具有低介電損耗和低介電常數受到廣泛的關注,并在電子元件的制造中發(fā)揮了重要作用。其中,srmoo4具有良好的微波介電性能:εr≈9.49,q×f≈61000ghz,τf=-67.17ppm/℃。然而,其較高的燒結溫度和較低的諧振頻率溫度系數對ltcc的應用提出了挑戰(zhàn)。
技術實現(xiàn)思路
1、針對上述問題,本發(fā)明旨在改善srmoo4基陶瓷的介電性能,開發(fā)一種具有低介電常數、高品質因數和近零的諧振頻率溫度系數陶瓷材料,提供了一種新型單相鉬酸鹽陶瓷材料及其制備方法。
2、本發(fā)明采用下述的技術方案:
3、1、一種新型單相鉬酸鹽陶瓷材料,材料的化學通式為sr0.5ca0.5moo4,其原料組成為srco3,caco3和moo3,通過固相法合成:當燒結溫度為950℃時,具有低介電常數(εr=10.15),近0諧振頻率溫度系數(-8.55ppm/℃),高品質因子(99928ghz)。
4、具體制備方法如下:
5、步驟1:將高純srco3,caco3和moo3的原始粉料按照化學式sr0.5ca0.5moo4進行配料;
6、步驟2:將步驟1制備的配料按照粉料、氧化鋯球、蒸餾水質量比為1:5:1進行球磨8小時,取出后在110℃下烘干,以200目篩網過篩。將過篩之后的粉末置于高溫馬弗爐中在650℃下預燒4小時。預燒之后的粉末再進行8h球磨,干燥之后,然后添加8%聚乙烯醇水溶液進行造粒,用200目篩網過篩,以保證顆粒細小均勻;
7、步驟3:使用壓片機將造粒的粉料在20mpa下壓制成12mm×6mm的圓柱體,將壓好的圓柱體置于馬弗爐中在650℃保溫兩小時進行排膠,隨后在850-950℃下燒結4h,得到單相鉬酸鹽陶瓷材料。
8、本發(fā)明通過摻雜讓陶瓷具有嚴重的晶格畸變和微觀應變,高的晶格畸變和微觀應變能夠有利于提高諧振頻率溫度系數。a位陽離子的晶格畸變能夠有效的降低其燒結溫度,使其滿足ltcc的需要。在摻雜的同時,離子擴散路徑和增加擴散勢壘使得離子擴散被抑制,產生滯后擴散的現(xiàn)象。滯后的擴散能夠有效的降低遷移損耗,來彌補嚴重晶格畸變達到的損耗增加。當陶瓷燒結溫度達到950℃時,最終制得了一種新型單相鉬酸鹽陶瓷材料。
9、制備方法為傳統(tǒng)無壓燒結,在成本較低、工藝簡單的前提下,可以大幅提升srmoo4的微波介電性能,適用于量產。
10、綜上所述,本發(fā)明提供的新型單相鉬酸鹽陶瓷,具有致密的微觀結構,高品質因子,低介電常數和近零的諧振頻率溫度系數,在電子基板應用材料方面有很大前景。
1.一種新型單相鉬酸鹽陶瓷材料,其特征在于,基礎配方為srco3,caco3和moo3,通過固相法制得:具有低介電常數(εr=10.15),近0諧振頻率溫度系數(-8.55ppm/℃),高品質因子(99928ghz)。
2.根據權利要求1所述的新型單相鉬酸鹽陶瓷材料的制備方法,其特征在于,具體如下: