專利名稱：一種低溫?zé)Y(jié)低損耗高介電調(diào)諧率鈮鎂酸鉍介電陶瓷的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無機非金屬材料技術(shù)領(lǐng)域，特指一種低溫?zé)Y(jié)低損耗高介電調(diào)諧率鈮鎂酸鉍介電陶瓷；它采用常規(guī)的固相法陶瓷的制備方法，利用普通化學(xué)原料，制備得到無鉛、無鎘的無毒低溫?zé)Y(jié)低損耗高介電調(diào)諧率鈮鎂酸鉍介電陶瓷，該陶瓷適合于制備移相器、濾波器、壓控振蕩器等，能與低成本銀鈀合金電極共燒，并且在制備和使用過程中不污染環(huán)境。
背景技術(shù)：
鉍基立方焦綠石結(jié)構(gòu)的鈮酸鉍鎂Bi2 (Mgl73Nb273) 207 (BMN)材料具有介電調(diào)諧性能，即介電常數(shù)會隨著外加電場的改變而顯現(xiàn)非線性變化；BMN陶瓷材料的成分及結(jié)構(gòu)類似于Bi2 (Znl73Nb273 ) 2O7 (BZN)陶瓷材料，而與BZN陶瓷材料相比，極化力更高及離子半徑更小的Mg2+替位取代Zn2+，使BMN陶瓷材料具有更高的介電調(diào)諧潛力；BMN陶瓷材料還具有介電常數(shù)適中、介電調(diào)諧率高、介質(zhì)損耗小、溫度穩(wěn)定性好的特點，并且是非鐵電材料，在移相器、濾波器、壓控振蕩器等微波器件的應(yīng)用中都具有良好的前景；但是有關(guān)BMN陶瓷材料的研究少見。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是這樣來實現(xiàn)的:
低溫?zé)Y(jié)低損耗高介電調(diào)諧率鈮鎂酸鉍介電陶瓷，其配方為:(Bi2_xAx)(Mg1/3Nb2/3_yBy)207，0.01 彡 x 彡 0.5，A 為 Li 或 Y ;0.02 彡 y 彡 0.8，B=T1、Sn 或 Zr。本發(fā)明采用常規(guī)的固相法陶瓷制備工藝，即首先按配方配料將配合料球磨粉碎混合，進行烘干后，加入粘合劑造粒，再壓制成生坯片，然后在空氣中進行排膠和燒結(jié)，經(jīng)保溫并自然冷卻后，獲得鈮鎂酸鉍介電陶瓷，在陶瓷上被電極即成。上述陶瓷介質(zhì)的配方最好采用下列二種方案:
(Bi2_x Li x) (Mg1/3Nb2/3_y Sn y)207 (0.01 ^ x ^ 0.5; 0.02 ^ y ^ 0.8)；
(Bi2_x Li x) (Mg1/3Nb2/3_y Sn y)207 (0.05 彡 x 彡 0.3; 0.1 彡 y 彡 0.5)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點:
1、本專利的陶瓷是低溫?zé)Y(jié)(950-980°C)鈮鎂酸鉍介電陶瓷，這樣能大大降低高壓陶瓷電容器的成本，本專利的陶瓷組分中不含鉛和鎘，對環(huán)境無污染。2、本專利的陶瓷的介質(zhì)損耗小于0.001 (IMHz),介電常數(shù)較高，為125-132
(匪z)。3、本專利的陶瓷的介電調(diào)諧率為57-65 %。4、 本陶瓷采用常規(guī)的固相法陶瓷制備工藝即可進行制備，所使用的原料是常規(guī)的化學(xué)原料。
具體實施例方式
現(xiàn)在結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的描述。表I給出本發(fā)明的實施例共4個試樣的配方。本發(fā)明的實施例共4個試樣的配方(配方1: (Bi1.97 Li 0.03) (Mgl73Nb0.587 Sn
0.08)2。7’ 配方 2: (Bi1 94 Li 0.06^ ^Mg1/3Nb0>517 Sn0 15) 207,配方 3: (Bi1 9 Li ai) (MgljZ3Nba367Sn0.3) 207；配方 4: (BiL7 Li 0.3) (Mgl73Nb0.167 Sn Q.5) 207)，原料采用常規(guī)的化學(xué)原料(原料為:三氧化二鉍(Bi2O3),碳酸鋰(Li2CO3),碳酸鎂(MgCO3),五氧化二鈮(Nb2O5), 二氧化錫(SnO2))，按上述配方配料，將配好的料用蒸餾水或去離子水采用行星球磨機球磨混合，料:球:水(質(zhì)量比)=1:3: (0.61.0)，球磨41小時后，烘干得干粉料，預(yù)燒，然后用蒸懼水或去離子水采用行星球磨機球磨，料:球:水(質(zhì)量比)=1:3: (0.6^1.0),球磨4 8小時后，烘干得干粉料，在干粉料中加入占其重量疒10%的濃度為10%(重量百分比)的聚乙烯醇溶液，進行造粒，混研后過40目篩，再在2(T30Mpa壓力下進行干壓成生坯片，然后在溫度為95(T980°C下保溫4小時進行排膠和燒結(jié)，再在60(T650°C下保溫15分鐘進行燒銀，形成銀電極，測試其性能，上述各配方試樣的介電性能列于表I;從表I可以看出所制備的介電陶瓷介質(zhì)損耗小于0.001 (IMHz);介電常數(shù)為130左右(IMHz)，介電調(diào)諧率大于56%。表I本發(fā)明的實施例共4個試樣的配方及性能((Bi2_x Li x)(Mg1/3Nb2/3_y Sn y)207)
權(quán)利要求
1.一種低溫?zé)Y(jié)低損耗高介電調(diào)諧率鈮鎂酸鉍介電陶瓷，所述介電陶瓷介質(zhì)損耗小于.0.001，介電常數(shù)為125-132，介電調(diào)諧率為57-65 %，其特征在于:所述介電陶瓷的化學(xué)式為:(Bi2_xAx) (Mg1/3Nb2/3_yBy)207，0.01 ≤ x ≤ 0.5，A 為 Li 或 Y ;0.02≤ y ≤ 0.8，B=T1、Sn 或Zr。
2.如權(quán)利要求1所述的一種低溫?zé)Y(jié)低損耗高介電調(diào)諧率鈮鎂酸鉍介電陶瓷，其特征在于:所述介電陶瓷的化學(xué)式為:(Bi2_xLix) (Mg1/3Nb2/3_ySn y)207，0.01≤x≤0.5，.0.02 ≤ y ≤0.8。
3.如權(quán)利要求1所述的一種低溫?zé)Y(jié)低損耗高介電調(diào)諧率鈮鎂酸鉍介電陶瓷，其特征在于:所述介電陶瓷的化學(xué)式為:(Bi2_xLix) (Mg1/3Nb2/3_ySn y)207，0.05≤x ≤ 0.3 ；.0.1 ≤y≤0.50
全文摘要
一種低溫?zé)Y(jié)低損耗高介電調(diào)諧率鈮鎂酸鉍介電陶瓷,它采用常規(guī)的固相法陶瓷的制備方法,利用普通化學(xué)原料,制備得到無鉛、無鎘的無毒低溫?zé)Y(jié)低損耗鈮鎂酸鉍介電陶瓷，該陶瓷適合于制備移相器、濾波器、壓控振蕩器等，能與低成本銀鈀合金電極共燒，并且在制備和使用過程中不污染環(huán)境，其特征在于所述介質(zhì)的配方包括(Bi2-xAx)(Mg1/3Nb2/3-yBy)2O7，0.01≤x≤0.5，A=Li或Y；0.02≤y≤0.8，B=Ti或Sn或Zr。所制備的介電陶瓷燒結(jié)溫度低，燒結(jié)溫度為950-980℃，介質(zhì)損耗小,介質(zhì)損耗小于0.001；介電常數(shù)較高約為130左右；高的介電調(diào)諧率，介電調(diào)諧率大于56%；使用過程中性能穩(wěn)定性好，安全性高，對環(huán)境無污染。
文檔編號C04B35/453GK103172362SQ20131007477
公開日2013年6月26日 申請日期2013年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月11日
發(fā)明者黃新友, 高春華, 李軍, 花海堂, 花銀群 申請人:江蘇大學(xué)