CN109721359A - 一种锂钛共掺高q值锂镁铌系介质材料及其制备方法 - Google Patents

一种锂钛共掺高q值锂镁铌系介质材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109721359A
CN109721359A CN201910042927.4A CN201910042927A CN109721359A CN 109721359 A CN109721359 A CN 109721359A CN 201910042927 A CN201910042927 A CN 201910042927A CN 109721359 A CN109721359 A CN 109721359A
Authority
CN
China
Prior art keywords
dielectric material
hours
doped
powder
lithium
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910042927.4A
Other languages
English (en)
Inventor
张平
孙可欣
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tianjin University
Original Assignee
Tianjin University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tianjin University filed Critical Tianjin University
Priority to CN201910042927.4A priority Critical patent/CN109721359A/zh
Publication of CN109721359A publication Critical patent/CN109721359A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Inorganic Insulating Materials (AREA)

Abstract

本发明属于陶瓷材料技术领域，公开了一种锂钛共掺高Q值锂镁铌系介质材料及其制备方法，其化学式为Li3+xMg2Nb1‑xTixO6，0.02≤x≤0.08；先将Li2CO3、MgO、Nb2O5、TiO2按化学计量比进行配料；一次球磨后烘干、过筛，在一定温度下煅烧得到预烧粉末；预烧粉末二次球磨后烘干、过筛，进行造粒，再次过筛后压制成坯体；坯体在一定温度下烧结制得。本发明采用传统固相法，以(LiTi)5+对Nb5+进行置换，成功地获得了高性能介质材料，该材料无毒，无污染，符合环保要求；且制备工艺简单，烧结温度较低，适用于规模化生产，具有广泛的应用前景。

Description

一种锂钛共掺高Q值锂镁铌系介质材料及其制备方法
技术领域
本发明属于陶瓷材料技术领域，具体涉及一种锂镁铌系介质材料及其制备方法。
背景技术
随着物联网和互联网(5G)通讯系统的发展，无线通讯的频率从微波频段不断向毫米波频段发展，为了满足5G通讯的具体要求和功能，低介电常数(εr<20)微波介质材料因其能够快速传输信号、减少导体间交叉耦合的功能而引起了广泛关注。同时，这种低介电常数微波介质材料还应具有低损耗(高Q*f)以增加频率选择性，近零的谐振频率温度系数τf以提高系统的稳定性。此外，微波电子元器件高度集成化的要求也越来越高，制备新型高性能微波介质材料已成为陶瓷材料领域的研究焦点。
在众多岩盐结构的锂基微波介质陶瓷中，Li3Mg2NbO6介质材料因其优良的微波介电性能和低廉的制造成本而备受关注，其介电性能为εr＝16.8,Q*f＝79,643GHz,τf＝-27.2ppm/℃，最佳烧结温度为1250℃。在过去的报道中，Li3Mg2NbO6介质材料的研究主要集中在单离子取代和降低烧结温度方面，但这些研究对介质材料整体微波介电性能的改善不是很明显，有的甚至使其性能变差。一般来说，单离子取代往往只能改善介质材料的一种性能特征，对其他性能特征会产生一定程度的恶化，而复合离子之间可以相互补充，利用复合离子取代往往可以制备出综合性能优良的介质材料。同时，复合离子对介质材料的烧结温度也会产生一定的影响。
发明内容
本发明要解决的是现有Li3Mg2NbO6介质材料采用单离子取代无法改善整体微波介电性能的技术问题，提出一种锂钛共掺高Q值锂镁铌系介质材料及其制备方法，采用传统固相法，以(LiTi)5+对Nb5+进行置换，极大地改善了锂镁铌系介质材料的整体微波介电性能，并降低其烧结温度。
为了解决上述的技术问题，本发明通过以下的技术方案予以实现：
一种锂钛共掺高Q值锂镁铌系介质材料，其化学式为Li3+xMg2Nb1-xTixO6，0.02≤x≤0.08。
进一步地，由Li2CO3、MgO、Nb2O5、TiO2原料制得。
一种锂钛共掺高Q值锂镁铌系介质材料的制备方法，该方法按照以下步骤进行：
(1)将Li2CO3、MgO、Nb2O5、TiO2原料，按照化学式Li3+xMg2Nb1-xTixO6，0.02≤x≤0.08进行配料；将所得配料、去离子水、磨球按照2：16：15的质量比在球磨机上一次球磨4-8小时；
(2)将步骤(1)所得混合配料烘干、过40目筛，得到颗粒均匀的混合粉末；
(3)将步骤(2)所得混合粉末在925-1000℃温度下煅烧4-6小时，随炉温降至室温后得到预烧粉末；
(4)将步骤(3)所得预烧粉末、去离子水、磨球按照2：16：15的质量比在球磨机上二次球磨6-8小时；
(5)将步骤(4)所得浆料烘干、过40目筛后，加入占其质量比6-10wt％的石蜡作为粘合剂进行造粒，过80目筛之后压制成坯体；
(6)将步骤(5)所得坯体在950-1050℃温度下烧结，保温4-6小时，随炉温降至室温后得到一种锂钛共掺高Q值锂镁铌系介质材料。
优选地，步骤(1)中的球磨时间为8小时。
优选地，步骤(3)中的煅烧温度为950℃，煅烧时间为4小时。
优选地，步骤(4)中的球磨时间为8小时。
优选地，步骤(5)中石蜡的质量比为8wt％。
优选地，步骤(6)中的烧结温度为1025℃，保温时间为4小时。
本发明的有益效果是：
本发明采用不同含量的(LiTi)5+取代Nb5+，利用固相反应法制备了一种高性能、烧结温度低、适用于9-11GHz微波频率的新型锂镁铌系介质材料Li3+xMg2Nb1-xTixO6，0.02≤x≤0.08，其具有优异的微波介电性能，介电常数εr为12.59-14.49，品质因数Q*f为98,960-154,113GHz，谐振频率温度系数τf为-25.45-19.72ppm/℃，同时，烧结温度降低为950-1050℃。当x＝0.06时，所制备的Li3.06Mg2Nb0.94Ti0.06O6微波介质材料在1025℃烧结，保温4小时得到最佳的微波介电性能：εr＝14.34,Q*f＝154,113GHz,τf＝-2.17ppm/℃，极大地改善了锂镁铌介质材料的微波介电性能。本发明的微波介质材料无毒，无污染，符合环保要求；且制备工艺简单，成本低，适用于规模化生产，用以制造谐振器，滤波器等微波元器件。
具体实施方式
下面通过具体的实施例对本发明作进一步的详细描述：
以下实施例可以使本专业技术人员更全面的理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
本发明采用的化学原料Li2CO3、MgO、Nb2O5、TiO2纯度均大于99％，以Li3Mg2NbO6介质材料为基料，采用不同含量的(LiTi)5+取代Nb5+，通过固相合成法制备出一种锂钛共掺高Q值锂镁铌系介质材料。
本发明将Li2CO3、MgO、Nb2O5、TiO2原料按照化学式Li3+xMg2Nb1-xTixO6，0.02≤x≤0.08进行配料；将所得配料、去离子水、磨球按照2：16：15的质量比加入聚酯罐中，在球磨机上一次球磨4-8小时；所得混合配料置于烘箱中烘干、过40目筛，得到颗粒均匀的混合粉末；所得混合粉末在925-1000℃温度下煅烧4-6小时，随炉温降至室温后得到预烧粉末；所得预烧粉末、去离子水、磨球按照2：16：15的质量比在球磨机上二次球磨6-8小时；所得浆料烘干、过40目筛后，加入占其质量比6-10wt％的石蜡作为粘合剂进行造粒，过80目筛之后利用粉末压片机于4-6MPa的压力下将造粒后的粉料压制成直径为10mm，厚度为5mm的生坯；将生坯在950-1050℃温度下烧结，保温4-6小时，随炉温降至室温后得到一种锂钛共掺高Q值锂镁铌系介质材料；最后通过网络分析仪及相关测试夹具测试制品的微波介电性能。
实施例1：
1.依照锂钛共掺锂镁铌系介质材料的组分Li3.02Mg2Nb0.98Ti0.02O6，称Li2CO3-6.8868g、MgO-4.9754g、Nb2O5-8.0392g、TiO2-0.0986g配料，共20g；混合粉料加入聚酯罐中，加入160ml去离子水和150g锆球后，在行星式球磨机上一次球磨4小时，球磨机转速为250转/分；
2.将球磨后的原料置于烘干箱中烘干并过40目筛，获得颗粒均匀的粉料；
3.将粉料于925℃煅烧4小时；
4.将煅烧后的粉料、去离子水和锆球按照2:16:15的质量比放入聚酯罐中，二次球磨6小时，出料后烘干，过40目筛；加占粉料质量比为6wt％的石蜡作为粘合剂进行造粒，然后过80目筛；再用粉末压片机以4MPa的压力将粉料压成直径为10mm，厚度为5mm的坯体；
5.将坯体于950℃烧结，保温4小时，制得一种锂钛共掺高Q值锂镁铌系介质材料；
最后，通过网络分析仪及相关测试夹具测试所得样品微波特性。
实施例2：
1.依照锂钛共掺锂镁铌系介质材料的组分Li3.02Mg2Nb0.98Ti0.02O6，称Li2CO3-6.8868g、MgO-4.9754g、Nb2O5-8.0392g、TiO2-0.0986g配料，共20g；混合粉料加入聚酯罐中，加入160ml去离子水和150g锆球后，在行星式球磨机上一次球磨6小时，球磨机转速为250转/分；
2.将球磨后的原料置于烘干箱中烘干并过40目筛，获得颗粒均匀的粉料；
3.将粉料于925℃煅烧6小时；
4.将煅烧后的粉料、去离子水和锆球按照2:16:15的质量比放入聚酯罐中，二次球磨8小时，出料后烘干，过40目筛；加占粉料质量比为10wt％的石蜡作为粘合剂进行造粒，然后过80目筛；再用粉末压片机以5MPa的压力将粉料压成直径为10mm，厚度为5mm的坯体；
5.将坯体于950℃烧结，保温6小时，制得一种锂钛共掺高Q值锂镁铌系介质材料；
最后，通过网络分析仪及相关测试夹具测试所得样品微波特性。
实施例3：
1.依照锂钛共掺锂镁铌系介质材料的组分Li3.02Mg2Nb0.98Ti0.02O6，称Li2CO3-6.8868g、MgO-4.9754g、Nb2O5-8.0392g、TiO2-0.0986g配料，共20g；混合粉料加入聚酯罐中，加入160ml去离子水和150g锆球后，在行星式球磨机上一次球磨8小时，球磨机转速为250转/分；
2.将球磨后的原料置于烘干箱中烘干并过40目筛，获得颗粒均匀的粉料；
3.将粉料于950℃煅烧4小时；
4.将煅烧后的粉料、去离子水和锆球按照2:16:15的质量比放入聚酯罐中，二次球磨8小时，出料后烘干，过40目筛；加占粉料质量比为8wt％的石蜡作为粘合剂进行造粒，然后过80目筛；再用粉末压片机以6MPa的压力将粉料压成直径为10mm，厚度为5mm的坯体；
5.将坯体于1000℃烧结，保温6小时，制得一种锂钛共掺高Q值锂镁铌系介质材料；
最后，通过网络分析仪及相关测试夹具测试所得样品微波特性。
实施例4：
1.依照锂钛共掺锂镁铌系介质材料的组分Li3.02Mg2Nb0.98Ti0.02O6，称Li2CO3-6.8868g、MgO-4.9754g、Nb2O5-8.0392g、TiO2-0.0986g配料，共20g；混合粉料加入聚酯罐中，加入160ml去离子水和150g锆球后，在行星式球磨机上一次球磨8小时，球磨机转速为250转/分；
2.将球磨后的原料置于烘干箱中烘干并过40目筛，获得颗粒均匀的粉料；
3.将粉料于1000℃煅烧5小时；
4.将煅烧后的粉料、去离子水和锆球按照2:16:15的质量比放入聚酯罐中，二次球磨8小时，出料后烘干，过40目筛；加占粉料质量比为8wt％的石蜡作为粘合剂进行造粒，然后过80目筛；再用粉末压片机以4MPa的压力将粉料压成直径为10mm，厚度为5mm的坯体；
5.将坯体于1000℃烧结，保温6小时，制得一种锂钛共掺高Q值锂镁铌系介质材料；
最后，通过网络分析仪及相关测试夹具测试所得样品微波特性。
实施例5：
1.依照锂钛共掺锂镁铌系介质材料的组分Li3.04Mg2Nb0.96Ti0.04O6，称Li2CO3-6.8936g、MgO-4.9803g、Nb2O5-7.8829g、TiO2-0.1974g配料，共20g；混合粉料加入聚酯罐中，加入160ml去离子水和150g锆球后，在行星式球磨机上一次球磨6小时，球磨机转速为250转/分；
2.将球磨后的原料置于烘干箱中烘干并过40目筛，获得颗粒均匀的粉料；
3.将粉料于950℃煅烧4小时；
4.将煅烧后的粉料、去离子水和锆球按照2:16:15的质量比放入聚酯罐中，二次球磨6小时，出料后烘干，过40目筛；加占粉料质量比为8wt％的石蜡作为粘合剂进行造粒，然后过80目筛；再用粉末压片机以5MPa的压力将粉料压成直径为10mm，厚度为5mm的坯体；
5.将坯体于1025℃烧结，保温4小时，制得一种锂钛共掺高Q值锂镁铌系介质材料；
最后，通过网络分析仪及相关测试夹具测试所得样品微波特性。
实施例6：
1.依照锂钛共掺锂镁铌系介质材料的组分Li3.04Mg2Nb0.96Ti0.04O6，称Li2CO3-6.8936g、MgO-4.9803g、Nb2O5-7.8829g、TiO2-0.1974g配料，共20g；混合粉料加入聚酯罐中，加入160ml去离子水和150g锆球后，在行星式球磨机上一次球磨8小时，球磨机转速为250转/分；
2.将球磨后的原料置于烘干箱中烘干并过40目筛，获得颗粒均匀的粉料；
3.将粉料于925℃煅烧6小时；
4.将煅烧后的粉料、去离子水和锆球按照2:16:15的质量比放入聚酯罐中，二次球磨7小时，出料后烘干，过40目筛；加占粉料质量比为6wt％的石蜡作为粘合剂进行造粒，然后过80目筛；再用粉末压片机以4MPa的压力将粉料压成直径为10mm，厚度为5mm的坯体；
5.将坯体于975℃烧结，保温4小时，制得一种锂钛共掺高Q值锂镁铌系介质材料；
最后，通过网络分析仪及相关测试夹具测试所得样品微波特性。
实施例7：
1.依照锂钛共掺锂镁铌系介质材料的组分Li3.04Mg2Nb0.96Ti0.04O6，称Li2CO3-6.8936g、MgO-4.9803g、Nb2O5-7.8829g、TiO2-0.1974g配料，共20g；混合粉料加入聚酯罐中，加入160ml去离子水和150g锆球后，在行星式球磨机上一次球磨6小时，球磨机转速为250转/分；
2.将球磨后的原料置于烘干箱中烘干并过40目筛，获得颗粒均匀的粉料；
3.将粉料于975℃煅烧4小时；
4.将煅烧后的粉料、去离子水和锆球按照2:16:15的质量比放入聚酯罐中，二次球磨6小时，出料后烘干，过40目筛；加占粉料质量比为6wt％的石蜡作为粘合剂进行造粒，然后过80目筛；再用粉末压片机以6MPa的压力将粉料压成直径为10mm，厚度为5mm的坯体；
5.将坯体于1000℃烧结，保温6小时，制得一种锂钛共掺高Q值锂镁铌系介质材料；
最后，通过网络分析仪及相关测试夹具测试所得样品微波特性。
实施例8：
1.依照锂钛共掺锂镁铌系介质材料的组分Li3.06Mg2Nb0.94Ti0.06O6，称Li2CO3-6.9005g、MgO-4.9853g、Nb2O5-7.7265g、TiO2-0.2964g配料，共20g；混合粉料加入聚酯罐中，加入160ml去离子水和150g锆球后，在行星式球磨机上一次球磨8小时，球磨机转速为250转/分；
2.将球磨后的原料置于烘干箱中烘干并过40目筛，获得颗粒均匀的粉料；
3.将粉料于950℃煅烧4小时；
4.将煅烧后的粉料、去离子水和锆球按照2:16:15的质量比放入聚酯罐中，二次球磨8小时，出料后烘干，过40目筛；加占粉料质量比为8wt％的石蜡作为粘合剂进行造粒，然后过80目筛；再用粉末压片机以5MPa的压力将粉料压成直径为10mm，厚度为5mm的坯体；
5.将坯体于1025℃烧结，保温4小时，制得一种锂钛共掺高Q值锂镁铌系介质材料；
最后，通过网络分析仪及相关测试夹具测试所得样品微波特性。
实施例9：
1.依照锂钛共掺锂镁铌系介质材料的组分Li3.06Mg2Nb0.94Ti0.06O6，称Li2CO3-6.9005g、MgO-4.9853g、Nb2O5-7.7265g、TiO2-0.2964g配料，共20g；混合粉料加入聚酯罐中，加入160ml去离子水和150g锆球后，在行星式球磨机上一次球磨6小时，球磨机转速为250转/分；
2.将球磨后的原料置于烘干箱中烘干并过40目筛，获得颗粒均匀的粉料；
3.将粉料于1000℃煅烧4小时；
4.将煅烧后的粉料、去离子水和锆球按照2:16:15的质量比放入聚酯罐中，二次球磨8小时，出料后烘干，过40目筛；加占粉料质量比为8wt％的石蜡作为粘合剂进行造粒，然后过80目筛；再用粉末压片机以4MPa的压力将粉料压成直径为10mm，厚度为5mm的坯体；
5.将坯体于1000℃烧结，保温5小时，制得一种锂钛共掺高Q值锂镁铌系介质材料；
最后，通过网络分析仪及相关测试夹具测试所得样品微波特性。
实施例10：
1.依照锂钛共掺锂镁铌系介质材料的组分Li3.06Mg2Nb0.94Ti0.06O6，称Li2CO3-6.9005g、MgO-4.9853g、Nb2O5-7.7265g、TiO2-0.2964g配料，共20g；混合粉料加入聚酯罐中，加入160ml去离子水和150g锆球后，在行星式球磨机上一次球磨8小时，球磨机转速为250转/分；
2.将球磨后的原料置于烘干箱中烘干并过40目筛，获得颗粒均匀的粉料；
3.将粉料于975℃煅烧4小时；
4.将煅烧后的粉料、去离子水和锆球按照2:16:15的质量比放入聚酯罐中，二次球磨6小时，出料后烘干，过40目筛；加占粉料质量比为10wt％的石蜡作为粘合剂进行造粒，然后过80目筛；再用粉末压片机以6MPa的压力将粉料压成直径为10mm，厚度为5mm的坯体；
5.将坯体于1050℃烧结，保温6小时，制得一种锂钛共掺高Q值锂镁铌系介质材料；
最后，通过网络分析仪及相关测试夹具测试所得样品微波特性。
实施例11：
1.依照锂钛共掺锂镁铌系介质材料的组分Li3.06Mg2Nb0.94Ti0.06O6，称Li2CO3-6.9005g、MgO-4.9853g、Nb2O5-7.7265g、TiO2-0.2964g配料，共20g；混合粉料加入聚酯罐中，加入160ml去离子水和150g锆球后，在行星式球磨机上一次球磨4小时，球磨机转速为250转/分；
2.将球磨后的原料置于烘干箱中烘干并过40目筛，获得颗粒均匀的粉料；
3.将粉料于925℃煅烧4小时；
4.将煅烧后的粉料、去离子水和锆球按照2:16:15的质量比放入聚酯罐中，二次球磨6小时，出料后烘干，过40目筛；加占粉料质量比为10wt％的石蜡作为粘合剂进行造粒，然后过80目筛；再用粉末压片机以5MPa的压力将粉料压成直径为10mm，厚度为5mm的坯体；
5.将坯体于1050℃烧结，保温4小时，制得一种锂钛共掺高Q值锂镁铌系介质材料；
最后，通过网络分析仪及相关测试夹具测试所得样品微波特性。
实施例12：
1.依照锂钛共掺锂镁铌系介质材料的组分Li3.08Mg2Nb0.92Ti0.08O6，称Li2CO3-7.0445g、MgO-4.9903g、Nb2O5-7.5696g、TiO2-0.3955g配料，共20g；混合粉料加入聚酯罐中，加入160ml去离子水和150g锆球后，在行星式球磨机上一次球磨6小时，球磨机转速为250转/分；
2.将球磨后的原料置于烘干箱中烘干并过40目筛，获得颗粒均匀的粉料；
3.将粉料于975℃煅烧4小时；
4.将煅烧后的粉料、去离子水和锆球按照2:16:15的质量比放入聚酯罐中，二次球磨8小时，出料后烘干，过40目筛；加占粉料质量比为6wt％的石蜡作为粘合剂进行造粒，然后过80目筛；再用粉末压片机以4MPa的压力将粉料压成直径为10mm，厚度为5mm的坯体；
5.将坯体于1025℃烧结，保温5小时，制得一种锂钛共掺高Q值锂镁铌系介质材料；
最后，通过网络分析仪及相关测试夹具测试所得样品微波特性。
实施例13：
1.依照锂钛共掺锂镁铌系介质材料的组分Li3.08Mg2Nb0.92Ti0.08O6，称Li2CO3-7.0445g、MgO-4.9903g、Nb2O5-7.5696g、TiO2-0.3955g配料，共20g；混合粉料加入聚酯罐中，加入160ml去离子水和150g锆球后，在行星式球磨机上一次球磨8小时，球磨机转速为250转/分；
2.将球磨后的原料置于烘干箱中烘干并过40目筛，获得颗粒均匀的粉料；
3.将粉料于1000℃煅烧4小时；
4.将煅烧后的粉料、去离子水和锆球按照2:16:15的质量比放入聚酯罐中，二次球磨8小时，出料后烘干，过40目筛；加占粉料质量比为8wt％的石蜡作为粘合剂进行造粒，然后过80目筛；再用粉末压片机以5MPa的压力将粉料压成直径为10mm，厚度为5mm的坯体；
5.将坯体于1050℃烧结，保温6小时，制得一种锂钛共掺高Q值锂镁铌系介质材料；
最后，通过网络分析仪及相关测试夹具测试所得样品微波特性。
实施例14：
1.依照锂钛共掺锂镁铌系介质材料的组分Li3.08Mg2Nb0.92Ti0.08O6，称Li2CO3-7.0445g、MgO-4.9903g、Nb2O5-7.5696g、TiO2-0.3955g配料，共20g；混合粉料加入聚酯罐中，加入160ml去离子水和150g锆球后，在行星式球磨机上一次球磨8小时，球磨机转速为250转/分；
2.将球磨后的原料置于烘干箱中烘干并过40目筛，获得颗粒均匀的粉料；
3.将粉料于950℃煅烧4小时；
4.将煅烧后的粉料、去离子水和锆球按照2:16:15的质量比放入聚酯罐中，二次球磨8小时，出料后烘干，过40目筛；然后外加8wt％的石蜡作为粘合剂进行造粒，然后过80目筛；再用粉末压片机以5MPa的压力压成直径为10mm，厚度为5mm的坯体；
5.将坯体于950℃烧结，保温4小时，制得一种锂钛共掺高Q值锂镁铌系介质材料；
最后，通过网络分析仪及相关测试夹具测试所得样品微波特性。
本发明实施例1-14的检测方法如下：
1.样品的直径和厚度使用千分尺测量。
2.借助Agilent 8720ES网络分析仪，采用开式腔平行板法和闭式腔法分别测量所制备圆柱形介质材料的介电常数和Q*f值，将所得介质材料置于测试夹具中放入ESPECMC-710F型高低温循环温箱进行谐振频率温度系数的测量，温度范围为25-85℃，测试频率范围为7-13GHz。
表1为本发明中Li3+xMg2Nb1-xTixO6，0.02≤x≤0.08介质材料各实施例相关工艺参数及微波介电性能。
表1
从上述实施例中可以看出，本发明中研究的锂钛共掺高Q值锂镁铌系介质材料具有优异的微波介电性能和较低的烧结温度，整体的εr值变化不大，在12.59与14.49之间波动，Q*f值提升至98,960-154,113GHz，τf值随着复合离子掺杂量的增加向正值不断偏移。综上所述，当x＝0.06时，在1025℃下烧结，保温4小时(实施例8)，所得介质材料性能最为优异：εr＝14.34,Q*f＝154,113GHz,τf＝-2.17ppm/℃，极大地改善了锂镁铌系介质材料的整体微波介电性能。
尽管上面对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式的具体变换，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种锂钛共掺高Q值锂镁铌系介质材料，其特征在于，其化学式为Li3+xMg2Nb1-xTixO6，0.02≤x≤0.08。
2.根据权利要求1所述的一种锂钛共掺高Q值锂镁铌系介质材料，其特征在于，由Li2CO3、MgO、Nb2O5、TiO2原料制得。
3.一种锂钛共掺高Q值锂镁铌系介质材料的制备方法，其特征在于，该方法按照以下步骤进行：
(1)将Li2CO3、MgO、Nb2O5、TiO2原料，按照化学式Li3+xMg2Nb1-xTixO6，0.02≤x≤0.08进行配料；将所得配料、去离子水、磨球按照2：16：15的质量比在球磨机上一次球磨4-8小时；
(2)将步骤(1)所得混合配料烘干、过40目筛，得到颗粒均匀的混合粉末；
(3)将步骤(2)所得混合粉末在925-1000℃温度下煅烧4-6小时，随炉温降至室温后得到预烧粉末；
(4)将步骤(3)所得预烧粉末、去离子水、磨球按照2：16：15的质量比在球磨机上二次球磨6-8小时；
(5)将步骤(4)所得浆料烘干、过40目筛后，加入占其质量比6-10wt％的石蜡作为粘合剂进行造粒，过80目筛之后压制成坯体；
(6)将步骤(5)所得坯体在950-1050℃温度下烧结，保温4-6小时，随炉温降至室温后得到一种锂钛共掺高Q值锂镁铌系介质材料。
4.根据权利要求3所述的一种锂钛共掺高Q值锂镁铌系介质材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中的球磨时间为8小时。
5.根据权利要求3所述的一种锂钛共掺高Q值锂镁铌系介质材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中的煅烧温度为950℃，煅烧时间为4小时。
6.根据权利要求3所述的一种锂钛共掺高Q值锂镁铌系介质材料的制备方法，其特征在于，步骤(4)中的球磨时间为8小时。
7.根据权利要求3所述的一种锂钛共掺高Q值锂镁铌系介质材料的制备方法，其特征在于，步骤(5)中石蜡的质量比为8wt％。
8.根据权利要求3所述的一种锂钛共掺高Q值锂镁铌系介质材料的制备方法，其特征在于，步骤(6)中的烧结温度为1025℃，保温时间为4小时。
CN201910042927.4A 2019-01-17 2019-01-17 一种锂钛共掺高q值锂镁铌系介质材料及其制备方法 Pending CN109721359A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910042927.4A CN109721359A (zh) 2019-01-17 2019-01-17 一种锂钛共掺高q值锂镁铌系介质材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910042927.4A CN109721359A (zh) 2019-01-17 2019-01-17 一种锂钛共掺高q值锂镁铌系介质材料及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109721359A true CN109721359A (zh) 2019-05-07

Family

ID=66299010

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910042927.4A Pending CN109721359A (zh) 2019-01-17 2019-01-17 一种锂钛共掺高q值锂镁铌系介质材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109721359A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111302794A (zh) * 2020-02-07 2020-06-19 天津大学 一种高性能岩盐结构介质材料及其制备方法
CN111302795A (zh) * 2020-02-07 2020-06-19 天津大学 一种锂镁铌铝钨系微波介质陶瓷及其制备方法
CN111302796A (zh) * 2020-02-07 2020-06-19 天津大学 一种低介低损耗介质材料及其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100307886B1 (ko) * 1999-09-18 2001-09-24 박호군 고주파용 유전체 조성물
CN101260001A (zh) * 2008-02-29 2008-09-10 上海大学 新型高q微波介质陶瓷材料及其制备方法
CN105130421A (zh) * 2015-09-07 2015-12-09 武汉理工大学 一种Ti位高价取代SrTiO3基巨介电陶瓷及其制备方法
CN106348756A (zh) * 2016-10-21 2017-01-25 天津大学 一种高q值锂镁铌系微波介质陶瓷
CN108727022A (zh) * 2018-07-04 2018-11-02 电子科技大学 一种超低损耗铌酸镁锂体系微波介质陶瓷材料及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100307886B1 (ko) * 1999-09-18 2001-09-24 박호군 고주파용 유전체 조성물
CN101260001A (zh) * 2008-02-29 2008-09-10 上海大学 新型高q微波介质陶瓷材料及其制备方法
CN105130421A (zh) * 2015-09-07 2015-12-09 武汉理工大学 一种Ti位高价取代SrTiO3基巨介电陶瓷及其制备方法
CN106348756A (zh) * 2016-10-21 2017-01-25 天津大学 一种高q值锂镁铌系微波介质陶瓷
CN108727022A (zh) * 2018-07-04 2018-11-02 电子科技大学 一种超低损耗铌酸镁锂体系微波介质陶瓷材料及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HAITAO WU ET AL.: "Characterization of low loss microwave dielectric materials Li3Mg2NbO6 based on the chemical bond theory", 《JOURNAL OF ALLOYS AND COMPOUNDS》 *
陈刚等: "Ti掺杂对铌酸锶超高温压电陶瓷介电、铁电性能的影响", 《2011中国功能材料科技与产业高层论坛论文集（第二卷）》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111302794A (zh) * 2020-02-07 2020-06-19 天津大学 一种高性能岩盐结构介质材料及其制备方法
CN111302795A (zh) * 2020-02-07 2020-06-19 天津大学 一种锂镁铌铝钨系微波介质陶瓷及其制备方法
CN111302796A (zh) * 2020-02-07 2020-06-19 天津大学 一种低介低损耗介质材料及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102219500B (zh) 中温烧结高品质因数的钛酸镁基微波介质陶瓷
CN112174664A (zh) 一种新型高储能、高效率的铌酸钠基陶瓷材料及其制备方法
CN109721359A (zh) 一种锂钛共掺高q值锂镁铌系介质材料及其制备方法
CN105693241B (zh) 高品质因数锂镁铌系微波介质陶瓷及其制备方法
CN104844193A (zh) 高q值锂镁钛系微波介质陶瓷及其低温烧结的实现方法
CN101362647A (zh) 锂基低温烧结微波介质陶瓷材料及其制备
CN103613369A (zh) 一种硅酸盐低温共烧陶瓷基板材料及其制备方法
CN111943671A (zh) 一种宽烧结温区低损耗微波介质陶瓷及其制备方法
CN109251028A (zh) 一种低介高q锂镁铌系微波介质陶瓷及其制备方法
CN113321496A (zh) 复合微波介质陶瓷材料及其制备方法
CN103396117A (zh) 一种低温烧结钛酸锶储能介质陶瓷材料及其制备方法
CN105669195B (zh) 低介电常数高q值微波介质陶瓷材料及其制备方法
CN103833351B (zh) 微波介质陶瓷及其制备方法
CN109437887A (zh) 一种阴离子取代低温烧结锂镁钛系微波介质陶瓷
CN111004030B (zh) 一种MgTiO3基微波介质陶瓷及其制备方法
CN105060878A (zh) 低介电常数高品质因数微波介质陶瓷及其制备方法
CN102093053A (zh) 一种新型中温烧结微波介质陶瓷材料
CN1331807C (zh) 一种高介电常数低温烧结微波介质陶瓷及其制备方法
CN110698199A (zh) 一种采用分步预烧法制备的低损耗微波介质陶瓷
CN105314976B (zh) Ti基低损耗中K值微波介质陶瓷及其制备方法
CN115368132A (zh) 一种钛酸钡基陶瓷材料及制备方法
CN109320234A (zh) 一种x9r型陶瓷电容器介质陶瓷的制备方法及其介质陶瓷
CN105294103B (zh) 一种钒基温度稳定型微波介质陶瓷及其制备方法
CN111302795A (zh) 一种锂镁铌铝钨系微波介质陶瓷及其制备方法
CN104402430B (zh) 一种温度稳定型中k值微波介质陶瓷及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190507