提高q值的方法
【专利摘要】本发明公开了一种Li2MgTi3O8系微波介质陶瓷Mn2+置换A位Mg2+提高Q值的方法，先将原料Li2CO3、MgO、TiO2和MnCO3按Li2(Mg1-xMnx)Ti3O8，其中0﹤x≤0.07的化学式称量配料，经过球磨，烘干，过筛，于900℃下预烧，合成主晶相；再经球磨、烘干、造粒后，压制成生坯，再于1040℃～1120℃烧结，制得微波介质陶瓷。本发明通过采用Mn2+离子取代A位的部分Mg2+离子，成功地将Li2MgTi3O8系微波介质陶瓷的品质因数提高至55,000GHz。
【专利说明】L i 2MgT i308系微波介质陶瓷Mn2+置换A位Mg2+提高Q值的 方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电子信息材料与元器件领域，特别涉及一种新型高Q值（品质因数） 微波介质陶瓷Li2MgTi3O8系的制备方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，移动通讯、卫星通信、军用雷达、全球卫星定位系统（GPS)、蓝牙技术、无线 局域网等现代通信技术得到了快速发展。这些通信装置中使用的微波电路一般由谐振器、 滤波器、振荡器、衰减器、介质天线、微波集成电路基片等元件组成，微波介质陶瓷是其制备 的关键基础材料。用微波介质陶瓷制作的元器件具有体积小、质量轻、性能稳定、价格便宜 等优点。
[0003] 相比其他微波介质陶瓷体系，具有尖晶石结构的Li2MgTi3O 8微波介质陶瓷不仅具 有原料丰富和价格低廉的优势，还拥有优良的微波介电特性，其介电性能为L = 27. 2， QXf = 42,000GHz，Tf = 3. 2ppm/°C。此外，Li2MgTi3O8微波介质陶瓷具有固有烧结温度 低（1080°C )，容易实现低温烧结，可与Ag电极共烧等优点，极具商业价值，是一种极具前 景的、潜在的新型微波介质陶瓷材料。然而，Li 2MgTi3O8微波介质陶瓷的品质因数QXf值 较低，无法满足微波高频段低损耗应用的要求。因此，有必要对其进行改性，以提高其QXf 值。目前，针对锂镁钛系微波介质陶瓷所展开的研究以低温烧结为主。然而，关于采用离子 置换方法来改善Li2MgTi 3O8陶瓷QXf的研究尚无报道。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的，是克服现有技术微波介质陶瓷的品质因数QXf值较低，提供一种 以Li 2C03、Mg0、Ti02、MnC03为主要原料、采用Mn 2+离子取代A位部分Mg2+离子、使QX f值得 到提高的Li2MgTi3O8系微波介质陶瓷的制备方法。
[0005] 本发明通过如下技术方案予以实现。
[0006] -种Li2MgTi3O8系微波介质陶瓷Mn 2+置换A位Mg2+提高Q值的方法，具有如下步 骤：
[0007] (1)将原料1^20)3、]\%0、1102和]\111〇) 3按1^2(]\%1_!￡]\11〇1130 8，其中0<叉彡0.07的 化学式称量配料；
[0008] (2)将步骤（1)配制的原料放入球磨罐中，加入氧化锆球和去离子水，球磨4小时； 再将球磨后的原料置于干燥箱中烘干，过40目筛，获得颗粒均匀的粉料；
[0009] (3)将步骤⑵处理好的粉料在900°C下预烧3小时，并在此温度下保温4小时， 合成主晶相；
[0010] (4)将步骤（3)所得产物放入球磨罐中，加入去离子水，球磨6小时，烘干后外加石 蜡作为粘合剂造粒，过80目筛后，采用粉末压片机压制成生坯；
[0011] (5)将步骤⑷成型后的生坯于1040°C?1120°C烧结，保温2?6小时，制得 Li2 (Mgl_xMnx) Ti3O8，其中O < X彡(λ 07微波介质陶瓷；
[0012] 所述步骤⑴的化学式为 Li2 (MghMnx) Ti3O8,其中 χ = 0· 03mol JPLi2(Mga97Mna03) Ti3O8。
[0013] 所述步骤⑷的生述为Φ IOmmX 5mm的圆柱体。
[0014] 所述步骤（5)的烧结温度为1080°C。
[0015] 本发明通过采用Mn2+离子取代A位的部分Mg2+离子，成功地将Li 2MgTi3O8系微波 介质陶瓷的品质因数提高至55, 000GHz。
【具体实施方式】
[0016] 本发明所用原料均为分析纯原料，具体实施例如下。
[0017] (1)将原料1^20)3、]\%0、1102和]\111〇) 3按1^2(]\%1_!￡]\11〇1130 8，其中0<叉彡0.07的 化学式称量配料；
[0018] (2)将步骤（1)配制的粉料放入球磨罐中，加入氧化锆球和去离子水，球磨4小时； 将球磨后的原料置于干燥箱中烘干，烘干后过40目筛，获得颗粒均匀的粉料；
[0019] (3)将步骤⑵处理好的粉料在900°C下预烧3小时，并在此温度下保温4小时， 合成主晶相；
[0020] (4)将步骤⑶所得产物放入球磨罐中，向粉料中加入去离子水，球磨6小时，烘干 后外加石錯作为粘合剂造粒，过80目筛后，用粉末压片机压制成Φ10_Χ5mm的圆柱型生 坯；
[0021] (5)将步骤⑷成型后的生坯于1080°C烧结，保温4小时，制得Li2(Mg^Mn x)Ti3O8 微波介质陶瓷；
[0022] 然后，采用网络分析仪测试其微波介电性能。
[0023] 本发明具体实施例的相关工艺参数及其微波介电性能详见表1。
【权利要求】
1. 一种Li2MgTi3O8系微波介质陶瓷Mn 2+置换A位Mg2+提高Q值的方法，具有如下步骤： (1) 将原料1^20)3、1%0、1102和血0)3按1^ 2(1%1_!^1〇11308，其中0<1彡0.07的化学 式称量配料； (2) 将步骤（1)配制的原料放入球磨罐中，加入氧化锆球和去离子水，球磨4小时；再 将球磨后的原料置于干燥箱中烘干，过40目筛，获得颗粒均匀的粉料； (3) 将步骤（2)处理好的粉料在900°C下预烧3小时，并在此温度下保温4小时，合成 主晶相； (4) 将步骤（3)所得产物放入球磨罐中，加入去离子水，球磨6小时，烘干后外加石蜡作 为粘合剂造粒，过80目筛后，采用粉末压片机压制成生坯； (5) 将步骤⑷成型后的生坯于1040 °C?1120 °C烧结，保温2?6小时，制得 Li2 (MghMnx) Ti3O8，其中0 < X彡0? 07微波介质陶瓷。
2. 根据权利要求1所述的Li2MgTi3O8系微波介质陶瓷Mn2+置换A位Mg 2+提高Q值 的方法，其特征在于，所述步骤（1)的化学式为Li2 (MghMnx)Ti3O8，其中X = 0.03mol，即 L i 2 (MgQ. 97MnQ. Q3) T i 308。
3. 根据权利要求1所述的Li2MgTi3O8系微波介质陶瓷Mn2+置换A位Mg 2+提高Q值的 方法，其特征在于，所述步骤（4)的生述为〇 IOmmX 5mm的圆柱体。
4. 根据权利要求1所述的Li2MgTi3O8系微波介质陶瓷Mn2+置换A位Mg 2+提高Q值的 方法，其特征在于，所述步骤（5)的烧结温度为1080°C。
【文档编号】C04B35/622GK104310994SQ201410619937
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年11月5日 优先权日:2014年11月5日
【发明者】张平, 赵永贵 申请人:天津大学