CN111995389A - 一种复合介电陶瓷材料及其制备方法和用途 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种复合介电陶瓷材料及其制备方法和用途。所述复合介电陶瓷材料包括LiZnPO4和LiMnPO4。所述制备方法包括：(1)制备LiZnPO4陶瓷预烧料和LiMnPO4陶瓷预烧料；(2)对步骤(1)所述LiZnPO4陶瓷预烧料和LiMnPO4陶瓷预烧料进行混合破碎，烧结，得到所述复合介电陶瓷材料。本发明提供的复合介电陶瓷材料，具有低介电常数、高品质因数、高相对密度以及低本征致密化温度的优异特性。所述制备方法在不添加任何助烧剂的情况下，可使所述复合接电陶瓷的致密化温度远低于银的熔点。

Description

一种复合介电陶瓷材料及其制备方法和用途
技术领域
本发明属于微波介电陶瓷技术领域，涉及一种介电陶瓷材料及其制备方法和用途，尤其涉及一种复合介电陶瓷材料及其制备方法和用途。
背景技术
物联网的快速发展促进了无源和有源设备集成技术的发展，特别是低温共烧陶瓷(LTCC)技术。考虑到LTCC的电极材料，用于LTCC的基体材料的加工温度应低于Ag的熔点(961℃)。在高频信号传输的应用当中，基体材料的介电特性应当满足以下要求，低介电常数(εr)和高品质因数(Q×f)。考虑到助烧剂的添加会恶化材料的介电特性，因此，同时具备低本征致密化温度、低εr和高Q×f的材料是目前在LTCC领域中值得研究的材料。
CN108530053A公开了一种pH值敏感变色无机材料及其制备方法。其制备方法包括：以Li2CO3、聚磷酸铵、Al2O3、TiO2、MnCO3合成LATP、LiMnPO4陶瓷粉末，LATP陶瓷粉末与10～40％LiMnPO4陶瓷粉末混合后，加入酒精，经球磨、烘干、过筛后得到混合粉末；混合粉末加粘结剂造粒，压片，制备生坯，在大气气氛下烧结制备出pH值敏感变色陶瓷；混合粉末直接在大气中烧结后，捣碎球磨过筛得到pH值敏感变色粉体，将变色粉体与其他树脂溶液或乳液混合可获得pH值敏感变色涂料或膜材料。
CN106747410A公开了一种偏压稳定型巨介电低损耗二氧化钛基复合介电陶瓷材料，该陶瓷材料的通式为(A0.5Nb0.5)0.005(Ti1-xZrx)0.995O2，式中A代表In、La、Sm、Gd、Nd或Tl，x取值为0.15～0.225，其制备方法是将原料按照化学比例球磨混合后直接造粒过筛，成型得到陶瓷的坯体，然后在N2气氛保护下1380～1420℃烧结得到致密陶瓷，然后在通空气的环境下800～900℃退火，得到陶瓷材料。
但是上述方案中，得到的陶瓷材料在介电常数和品质系数方面仍有待进一步改进。
发明内容
针对现有技术中存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种复合介电陶瓷材料及其制备方法和用途。本发明提供的复合介电陶瓷是一种高Q×f值低本征致密化温度复合介电陶瓷材料具有低介电常数、高品质因数、高相对密度以及低本征致密化温度的优异特性。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种复合电陶瓷材料，所述复合介电陶瓷材料包括LiZnPO4和LiMnPO4。
本发明提供的复合电陶瓷材料中，LiZnPO4陶瓷由于其具有低εr(5.3)，高Q×f(28,496GHz)和低致密化温度(850℃，94.37％)而得到了广泛的研究。此外，LiMnPO4陶瓷在750℃烧结时，具有较好的介电性能，εr＝8.1，Q×f＝44,224GHz，谐振频率温度系数τf＝-90ppm/℃。显然，这两者材料的介电性能和烧结特性都还有改进优化的余地。相比而言，LiMnPO4的Q×f值大于LiZnPO4的Q×f值，LiMnPO4的致密化温度小于LiZnPO4的致密化温度。因此，将Zn2+离子大量替换为Mn2+离子可以提高LiZnPO4的Q×f值并降低其致密化温度。
因此，就LiMnPO4陶瓷和LiZnPO4陶瓷各自介电特性和烧结特性的优缺点，本发明用复合的方法，提供了一种高Q×f值低本征致密化温度复合介电陶瓷材料，即第一方面提供的复合介电陶瓷材料。该高Q×f值低本征致密化温度复合介电陶瓷材料具有低介电常数(εr＝5.83)、高品质因数(Q×f＝71,032GHz)、高相对密度(97.33％)、较稳定的温度特性(τf＝-82.84ppm/℃)以及低致密化温度(800℃)的优异介电和烧结特性。
本发明提供的高Q×f值低本征致密化温度复合介电陶瓷材料具有低介电常数、高品质因数、高相对密度以及低致密化温度的优异特性。
以下作为本发明优选的技术方案，但不作为对本发明提供的技术方案的限制，通过以下优选的技术方案，可以更好的达到和实现本发明的技术目的和有益效果。
作为本发明优选的技术方案，所述复合介电陶瓷材料中，所述LiZnPO4和所述LiMnPO4的摩尔比为1.0:0.0～0.0:1.0且所述LiZnPO4和所述LiMnPO4均不为0，例如1.0:0.0、0.9:0.1、0.8:0.2、0.7:0.3、0.6:0.5:0.5:0.5、0.4:0.6、0.3:0.7、0.2:0.8、0.1:0.9或0.0:1.0等。
通过调节LiZnPO4和LiMnPO4的混合比例，提高了LiZnPO4的Q×f值，降低了LiZnPO4的致密化温度，并且提高了LiZnPO4的致密度。其中，LiMnPO4的用量太高或太低都不能更好的改善LiZnPO4陶瓷材料的烧结和介电特性；用量太低，LiZnPO4陶瓷的介电性能改观不大，用量太高，由于大量LiMnPO4陶瓷的添加会提高复合陶瓷的介电常数，同时，谐振频率温度系数会被进一步降低。
优选地，所述复合介电陶瓷材料中，所述LiZnPO4和所述LiMnPO4的摩尔比为6.0:4.0～8.0:2.0。
第二方面，本发明提供一种如第一方面所述复合介电陶瓷材料的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)制备LiZnPO4陶瓷预烧料和LiMnPO4陶瓷预烧料；
(2)对步骤(1)所述LiZnPO4陶瓷预烧料和LiMnPO4陶瓷预烧料进行混合破碎，烧结，得到所述复合介电陶瓷材料。
本发明提供的制备方法不添加任何助烧剂。本发明步骤(2)所述烧结的目的在于实现材料的预成相和初步收缩。。
因为LiMnPO4陶瓷均具有更低的烧结温度(750℃)，因此通过将LiMnPO4陶瓷和LiZnPO4陶瓷混合，本发明提供的制备方法无需添加助烧剂即可进一步降低LiZnPO4陶瓷的致密化温度，从而减少助烧剂的使用对电学性能的恶化(现有技术中，助烧剂的用量往往高于10wt％)。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)中，制备LiZnPO4陶瓷预烧料的方法包括：
将制备LiZnPO4的原料与溶剂混合后，进行混合破碎，得到粉料，对所述粉料进行预烧，得到所述LiZnPO4陶瓷预烧料。
本发明中，对制备LiZnPO4的原料进行预烧的目的在于实现材料的预成相和初步收缩。
作为本发明优选的技术方案，所述制备的LiZnPO4原料包括锂源、锌源和磷源。
本发明中，所述制备的LiZnPO4原料中，锂源、锌源和磷源的用量可以按照LiZnPO4中各元素的分子式摩尔比进行选取。
优选地，所述锂源包括碳酸锂。
优选地，所述锌源包括氧化锌。
优选地，所述磷源包括磷酸二氢铵。
优选地，所述溶剂包括水。
优选地，所述制备LiZnPO4陶瓷预烧料的方法中，所述混合破碎的方法包括：进行球磨混合，并进行过滤干燥和过筛。
优选地，所述球磨混合的球磨机为行星式球磨机。
优选地，所述球磨混合的时间为20-28h，例如20h、21h、22h、23h、24h、25h、26h、27h或28h等。
优选地，所述预烧的温度为625-635℃，例如625℃、627℃、629℃、631℃、633℃或635℃等。本发明中，如果制备LiZnPO4陶瓷预烧料的预烧温度过低，会导致成相程度不足，预收缩量不大；如果制备LiZnPO4陶瓷预烧料的预烧温度过高，会导致硬度过高，无法破碎和均匀混合。
优选地，所述预烧的升温速率为1-4℃/min，例如1℃/min、2℃/min、3℃/min或4℃/min等。
优选地，所述预烧的时间为10-14h，例如10h、11h、12h、13h或14h等。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)中，制备LiMnPO4陶瓷预烧料的方法包括：
将制备的LiMnPO4原料与溶剂混合后，进行混合破碎，得到粉料，对所述粉料进行预烧，得到所述LiMnPO4陶瓷预烧料。
本发明中，对制备LiMnPO4的原料进行预烧的目的在于实现材料的预成相和初步收缩。
作为本发明优选的技术方案，所述制备LiMnPO4的原料包括锂源、锰源和磷源。
本发明中，所述制备的LiMnPO4原料中，锂源、锰源和磷源的用量可以按照LiMnPO4中各元素的分子式摩尔比进行选取。
优选地，所述锂源包括碳酸锂。
优选地，所述锰锌源包括一氧化锰。
优选地，所述磷源包括磷酸二氢铵。
优选地，所述溶剂包括水。
优选地，所述制备LiMnPO4陶瓷预烧料的方法中，所述混合破碎的方法包括：进行球磨混合，并进行过滤干燥和过筛。
优选地，所述球磨混合的球磨机为行星式球磨机。
优选地，所述球磨混合的时间为20-28h，例如20h、21h、22h、23h、24h、25h、26h、27h或28h等。
优选地，所述预烧的温度为625-635℃，例如625℃、627℃、629℃、631℃、633℃或635℃。本发明中，如果制备LiMnPO4陶瓷预烧料的预烧温度过低，会导致成相程度不足，预收缩量不大；如果制备LiMnPO4陶瓷预烧料的预烧温度过高，会导致硬度过高，无法破碎和均匀混合。
优选地，所述预烧的升温速率为1-4℃/min，例如1℃/min、2℃/min、3℃/min或4℃/min等。
优选地，所述预烧的时间为10-14h，例如10h、11h、12h、13h或14h等。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述混合破碎的方法包括：进行球磨混合，并进行过滤干燥和过筛。
优选地，所述球磨混合的时间为20-28h，例如20h、21h、22h、23h、24h、25h、26h、27h或28h等。
优选地，步骤(2)所述烧结的温度为780-820℃，例如780℃、790℃、800℃、810℃或820℃等。本发明提供的制备方法中，在780～820℃低的烧结温度下可实现致密化烧结，改善了LiZnPO4和LiMnPO4微波介电陶瓷的烧结特性、微观形态和介电性能，在不添加任何助烧剂的情况下，该材料的致密化温度可远低于银的熔点。
本发明中，如果步骤(2)的烧结温度过低，会导致成相程度不足，预收缩量不大；如果步骤(2)的烧结温度过高，会导致硬度过高，无法破碎和均匀混合。
优选地，步骤(2)所述烧结的升温速率为1-4℃/min，例如1℃/min、2℃/min、3℃/min或4℃/min等。
优选地，步骤(2)所述烧结的时间为10-14h，例如10h、11h、12h、13h或14h等。
作为本发明所述制备方法的进一步优选技术方案，所述方法包括以下步骤：
(1)制备LiZnPO4陶瓷预烧料和LiMnPO4陶瓷预烧料；
制备LiZnPO4陶瓷预烧料的方法包括：将制备LiZnPO4的原料与溶剂混合后，进行球磨混合20-28h，并进行过滤干燥和过筛，得到粉料，对所述粉料以1-4℃/min的升温速率升温至625-635℃进行预烧10-14h，得到所述LiZnPO4陶瓷预烧料；
制备LiMnPO4陶瓷预烧料的方法包括：将制备LiMnPO4的原料与溶剂混合后，进行球磨混合20-28h，并进行过滤干燥和过筛，得到粉料，对所述粉料以1-4℃/min的升温速率升温至625-635℃进行预烧10-14h，得到所述LiZnPO4陶瓷预烧料；
(2)对配方量的步骤(1)所述LiZnPO4陶瓷预烧料和LiMnPO4陶瓷预烧料进行球磨混合20-28h，并进行过滤干燥和过筛，之后以1-4℃/min的升温速率升温至780-820℃烧结10-14h，得到所述复合介电陶瓷材料。
第三方面，本发明提供如第二方面所述的复合介电陶瓷材料的用途，所述复合介电陶瓷材料用于微波器件或电子器件。
本发明提供的复合介电陶瓷材料可以为基于低温共烧技术的微波器件等领域解决如下三个方面的关键技术问题：
其一，高品质因数可以有效降低微波器件工作时对信号产生的损耗，因此该材料对微波器件性能的提升有极大的意义；其二，低介电常数可以有效降低信号传输的延迟时间，从而提高信号的实时性；其三，因为LiMnPO4陶瓷均具有更低的烧结温度(750℃)，因此通过将LiMnPO4陶瓷和LiZnPO4陶瓷混合，无需添加助烧剂即可进一步降低LiZnPO4陶瓷的致密化温度，从而减少助烧剂的使用对电学性能的恶化(现有技术中，助烧剂的用量往往高于10wt％)。
与现有技术相比，复合介电陶瓷材料本发明具有以下有益效果：
(1)本发明的复合介电陶瓷材料为高Q×f值低本征致密化温度的复合介电陶瓷材料，具有低介电常数、高品质因数、高相对密度以及低致密化温度的优异特性，其中，介电常数εr可达5.83，品质因数Q×f可达71032GHz，相对密度可达97.33％，τf值可达-82.84ppm/℃，致密化温度为900℃。
(2)本发明的高Q×f值低本征致密化温度的复合介电陶瓷材料的制备方法，在780-820℃低的烧结温度下，改善了LiZnPO4微波介电陶瓷的烧结特性、微观形态和电学性能。
附图说明
图1为实施例1-6的高Q×f值低本征致密化温度的复合介电陶瓷材料的制备方法的流程图；
图2为实施例1的高Q×f值低本征致密化温度的复合介电陶瓷材料烧结后的扫描电镜图；
图3为实施例2的高Q×f值低本征致密化温度的复合介电陶瓷材料烧结后的扫描电镜图；
图4为实施例3的高Q×f值低本征致密化温度的复合介电陶瓷材料烧结后的扫描电镜图；
图5为实施例4的高Q×f值低本征致密化温度的复合介电陶瓷材料烧结后的扫描电镜图；
图6为实施例5的高Q×f值低本征致密化温度的复合介电陶瓷材料烧结后的扫描电镜图。
图7为实施例6的高Q×f值低本征致密化温度的复合介电陶瓷材料烧结后的扫描电镜图。
图8为实施例9的高Q×f值低本征致密化温度的复合介电陶瓷材料烧结后的扫描电镜图。
图9为实施例10的高Q×f值低本征致密化温度的复合介电陶瓷材料烧结后的扫描电镜图。
具体实施方式
为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，下面对本发明进一步详细说明。但下述的实施例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明保护范围以权利要求书为准。
以下为本发明典型但非限制性实施例：
实施例1-6和对比例1-2
实施例1-6提供的复合介电陶瓷材料主要由LiZnPO4和LiMnPO4组成，而对比例1-2提供的是单一介电陶瓷材料。实施例1-6和对比例1-2中LiZnPO4和LiMnPO4的摩尔比关系如表1所示：
表1
Figure BDA0002651257240000091
Figure BDA0002651257240000101
如图1所示，上述实施例1-实施例1-6按照如下方法制备复合介电陶瓷材料：
1.按摩尔百分比计，称取20.00％的Li2CO3、40.00％的ZnO和40.00％的NH4H2PO4混合后得到用于制备LiZnPO4前驱物；所述LiZnPO4前驱物与去离子水混合后，在行星式球磨机中进行一次球磨，一次球磨的时间为24小时；经过滤干燥后过筛，所得粉料分别进行预烧后，即为LiZnPO4陶瓷预烧料，其中LiZnPO4前驱体的预烧温度为630℃，升温速率为2℃/min，保温时间为12h；
2.按摩尔百分比计，称取20％的Li2CO3、40.00％的MnO和40％的NH4H2PO4混合后得到LiMnPO4前驱物；所述LiMnPO4前驱物与去离子水混合后，在行星式球磨机中进行一次球磨，一次球磨的时间为24小时；经过滤干燥后过筛，所得粉料分别进行预烧后，即为LiMnPO4陶瓷预烧料，其中LiMnPO4前驱体的预烧温度为630℃，升温速率为2℃/min，保温时间为12h；
3.将配方量的所述LiZnPO4和所述LiMnPO4陶瓷预烧料混合后进行第二次球磨，二次球磨的时间为24小时，经过滤干燥后过筛，进行低温烧结后，得到无助烧剂低温烧结的所述复合介电陶瓷材料，其中，所述低温烧结的温度为800℃，低温烧结过程的升温速率为2℃/min，保温时间为12h。
对比例1除了不进行步骤2制备LiMnPO4的操作之外，其他方面均与实施例1-6的制备方法相同。
对比例2除了不进行步骤1制备LiZnPO4的操作之外，其他方面均与实施例1-6的制备方法相同。
实施例7
本实施例提供的提供的复合介电陶瓷材料主要由LiZnPO4和LiMnPO4组成，以LiZnPO4和LiMnPO4的总摩尔数为100％计，LiZnPO4的摩尔百分比为70％，LiMnPO4的摩尔百分比为30％。
其制备方法为：
1.按摩尔百分比计，称取20.00％的Li2CO3、40.00％的ZnO和40.00％的NH4H2PO4混合后得到用于制备LiZnPO4前驱物；所述LiZnPO4前驱物与去离子水混合后，在行星式球磨机中进行一次球磨，一次球磨的时间为20小时；经过滤干燥后过筛，所得粉料分别进行预烧后，即为LiZnPO4陶瓷预烧料，其中LiZnPO4前驱体的预烧温度为625℃，升温速率为1℃/min，保温时间为14h；
2.按摩尔百分比计，称取20％的Li2CO3、40.00％的MnO和40％的NH4H2PO4混合后得到LiMnPO4前驱物；所述LiMnPO4前驱物与去离子水混合后，在行星式球磨机中进行一次球磨，一次球磨的时间为20小时；经过滤干燥后过筛，所得粉料分别进行预烧后，即为LiMnPO4陶瓷预烧料，其中LiMnPO4前驱体的预烧温度为625℃，升温速率为1℃/min，保温时间为14h；
3.将配方量的所述LiZnPO4和所述LiMnPO4陶瓷预烧料混合后进行第二次球磨，二次球磨的时间为20小时，经过滤干燥后过筛，进行低温烧结后，得到无助烧剂低温烧结的所述复合介电陶瓷材料，其中，所述低温烧结的温度为800℃，低温烧结过程的升温速率为1℃/min，保温时间为14h。
实施例8
本实施例提供的提供的复合介电陶瓷材料主要由LiZnPO4和LiMnPO4组成，以LiZnPO4和LiMnPO4的总摩尔数为100％计，LiZnPO4的摩尔百分比为70％，LiMnPO4的摩尔百分比为30％。
其制备方法为：
1.按摩尔百分比计，称取20.00％的Li2CO3、40.00％的ZnO和40.00％的NH4H2PO4混合后得到用于制备LiZnPO4前驱物；所述LiZnPO4前驱物与去离子水混合后，在行星式球磨机中进行一次球磨，一次球磨的时间为28小时；经过滤干燥后过筛，所得粉料分别进行预烧后，即为LiZnPO4陶瓷预烧料，其中LiZnPO4前驱体的预烧温度为635℃，升温速率为4℃/min，保温时间为10h；
2.按摩尔百分比计，称取20％的Li2CO3、40.00％的MnO和40％的NH4H2PO4混合后得到LiMnPO4前驱物；所述LiMnPO4前驱物与去离子水混合后，在行星式球磨机中进行一次球磨，一次球磨的时间为28小时；经过滤干燥后过筛，所得粉料分别进行预烧后，即为LiMnPO4陶瓷预烧料，其中LiMnPO4前驱体的预烧温度为635℃，升温速率为4℃/min，保温时间为10h；
3.将配方量的所述LiZnPO4和所述LiMnPO4陶瓷预烧料混合后进行第二次球磨，二次球磨的时间为28小时，经过滤干燥后过筛，进行低温烧结后，得到无助烧剂低温烧结的所述复合介电陶瓷材料，其中，所述低温烧结的温度为800℃，低温烧结过程的升温速率为4℃/min，保温时间为10h。
实施例9
本实施例与实施例1的区别之处在于，制备方法中，烧结时烧结温度为780℃，其他与实施例1均相同。
实施例10
本实施例与实施例1的区别之处在于，制备方法中，烧结时烧结温度为820℃，其他与实施例1均相同。
实施例11
本实施例与实施例1的区别之处在于，制备方法中，LiZnPO4预烧的温度为600℃，其他与实施例1均相同。
实施例12
本实施例与实施例1的区别之处在于，制备方法中，LiZnPO4预烧的温度为650℃，其他与实施例1均相同。
实施例13
本实施例与实施例1的区别之处在于，制备方法中，LiMnPO4预烧的温度为600℃，其他与实施例1均相同。
实施例14
本实施例与实施例1的区别之处在于，制备方法中，LiZnPO4预烧的温度为650℃，其他与实施例1均相同。
对比例3
本对比例与实施例1的区别之处在于，制备方法中仅采用一次球磨，其他与实施例1均相同。
对比例4
本对比例与实施例1的区别之处在于，制备方法中没有经过预烧，其他与实施例1均相同。
将各实施例和对比例提供的的复合介电陶瓷材料进行性能测试，包含电学性能测试、微观结构测试等，测试结果如表2所示。
其中，介电常数εr、品质因数Q×f用Agilent N5230A Network Analyzer(300MHz-20GHz)进行测试；相对密度用阿基米德排水法进行测试；扫描电镜图像(SEM)用JEOL JSM-6490LV进行测试。
测试结果如表2所示：
表2
ε<sub>r</sub> Q×f(GHz) 相对密度(％) 谐振频率温度系数(ppm/℃)
实施例1 5.45 55022 95.01 -81.11
实施例2 5.65 68006 96.59 -81.87
实施例3 5.83 71032 97.33 -82.84
实施例4 6.15 66528 96.98 84.08
实施例5 6.7 59012 96.21 -86.11
实施例6 7.28 51533 95.38 -87.59
实施例7 5.83 52121 92.52 -72.31
实施例8 5.93 50124 91.83 -68.25
实施例9 4.85 22201 88.23 -68.23
实施例10 4.76 22040 87.62 -70.24
实施例11 4.68 20136 86.42 -65.87
实施例12 4.70 20043 85.87 -62.52
实施例13 4.56 16472 83.63 -58.76
实施例14 4.65 14875 84.05 -59.54
对比例1 5.16 28477 91.74 -79.52
对比例2 7.92 43041 94.41 -90.15
对比例3 4.50 12470 83.21 -42.19
对比例4 4.47 11874 84.07 -45.21
由实施例1～6和对比例1～2可以看出，在800℃下，随着LiMnPO4量的增加，该高Q×f值低本征致密化温度的复合介电陶瓷材料的相对密度和Q×f值呈现出先增加后减小的趋势，τf值逐渐减小，介电常数逐渐增大。且在实施例4中，该陶瓷材料表现出最佳的介电特性。
由实施例9～14可看出，当LiZnPO4的预烧温度为630℃，LiMnPO4的预烧温度为630℃时候，二次烧结温度为800℃时，材料性能最佳。
由对比例3～4可看出，由实施例1工艺所制作出的复合介电陶瓷材料性能最佳。
图2为实施例1的无助烧剂低温烧结复合介电陶瓷材料烧结后的扫描电镜图；图3为实施例2的无助烧剂低温烧结复合介电陶瓷材料烧结后的扫描电镜图；图4为实施例3的无助烧剂低温烧结复合介电陶瓷材料烧结后的扫描电镜图；图5为实施例4的无助烧剂低温烧结复合介电陶瓷材料烧结后的扫描电镜图；图6为实施例5的无助烧剂低温烧结复合介电陶瓷材料烧结后的扫描电镜图。图7为实施例6的无助烧剂低温烧结复合介电陶瓷材料烧结后的扫描电镜图。图8为实施例9的无助烧剂低温烧结复合介电陶瓷材料烧结后的扫描电镜图。图9为实施例10的无助烧剂低温烧结复合介电陶瓷材料烧结后的扫描电镜图。
由图2～7可以看出，在烧结温度固定在800℃时，实施例3中所得到的材料晶粒生长最均匀，致密化程度最高，并且微观结构的变化趋势与测得相对密度值一致，都呈现先上升后下降的趋势。
由图8和图9可以看出，温度过高或过低，都不能得到晶粒大小均匀、致密的微观结构。
以上实施例仅用来说明本发明的详细方法，本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种复合介电陶瓷材料，其特征在于，所述复合介电陶瓷材料包括LiZnPO4和LiMnPO4。
2.根据权利要求1所述的复合介电陶瓷材料，其特征在于，所述复合介电陶瓷材料中，所述LiZnPO4和所述LiMnPO4的摩尔比为1.0:0.0～0.0:1.0且所述LiZnPO4和所述LiMnPO4均不为0；
优选地，所述复合介电陶瓷材料中，所述LiZnPO4和所述LiMnPO4的摩尔比为6.0:4.0～8.0:2.0。
3.如权利要求1或2所述复合介电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)制备LiZnPO4陶瓷预烧料和LiMnPO4陶瓷预烧料；
(2)对步骤(1)所述LiZnPO4陶瓷预烧料和LiMnPO4陶瓷预烧料进行混合破碎，烧结，得到所述复合介电陶瓷材料。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，制备LiZnPO4陶瓷预烧料的方法包括：
将制备LiZnPO4的原料与溶剂混合后，进行混合破碎，得到粉料，对所述粉料进行预烧，得到所述LiZnPO4陶瓷预烧料。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述制备LiZnPO4的原料包括锂源、锌源和磷源；
优选地，所述锂源包括碳酸锂；
优选地，所述锌源包括氧化锌；
优选地，所述磷源包括磷酸二氢铵；
优选地，所述溶剂包括水；
优选地，所述制备LiZnPO4陶瓷预烧料的方法中，所述混合破碎的方法包括：进行球磨混合，并进行过滤干燥和过筛；
优选地，所述球磨混合的球磨机为行星式球磨机；
优选地，所述球磨混合的时间为20-28h；
优选地，所述预烧的温度为625-635℃；
优选地，所述预烧的升温速率为1-4℃/min；
优选地，所述预烧的时间为10-14h。
6.根据权利要求3-5任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，制备LiMnPO4陶瓷预烧料的方法包括：
将制备LiMnPO4的原料与溶剂混合后，进行混合破碎，得到粉料，对所述粉料进行预烧，得到所述LiMnPO4陶瓷预烧料。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述制备LiMnPO4的原料包括锂源、锰源和磷源；
优选地，所述锂源包括碳酸锂；
优选地，所述锰锌源包括一氧化锰；
优选地，所述磷源包括磷酸二氢铵；
优选地，所述溶剂包括水；
优选地，所述制备LiMnPO4陶瓷预烧料的方法中，所述混合破碎的方法包括：进行球磨混合，并进行过滤干燥和过筛；
优选地，所述球磨混合的球磨机为行星式球磨机；
优选地，所述球磨混合的时间为20-28h；
优选地，所述预烧的温度为625-635℃；
优选地，所述预烧的升温速率为1-4℃/min；
优选地，所述预烧的时间为10-14h。
8.根据权利要求3-7任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述混合破碎的方法包括：进行球磨混合，并进行过滤干燥和过筛；
优选地，所述球磨混合的时间为20-28h；
优选地，步骤(2)所述烧结的温度为780-820℃；
优选地，步骤(2)所述烧结的升温速率为1-4℃/min；
优选地，步骤(2)所述烧结的时间为10-14h。
9.根据权利要求3-8任一项所述的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)制备LiZnPO4陶瓷预烧料和LiMnPO4陶瓷预烧料；
制备LiZnPO4陶瓷预烧料的方法包括：将制备的LiZnPO4的原料与溶剂混合后，进行球磨混合20-28h，并进行过滤干燥和过筛，得到粉料，对所述粉料以1-4℃/min的升温速率升温至625-635℃进行预烧10-14h，得到所述LiZnPO4陶瓷预烧料；
制备LiMnPO4陶瓷预烧料的方法包括：将制备LiMnPO4的原料与溶剂混合后，进行球磨混合20-28h，并进行过滤干燥和过筛，得到粉料，对所述粉料以1-4℃/min的升温速率升温至625-635℃进行预烧10-14h，得到所述LiZnPO4陶瓷预烧料；
(2)对配方量的步骤(1)所述LiZnPO4陶瓷预烧料和LiMnPO4陶瓷预烧料进行球磨混合20-28h，并进行过滤干燥和过筛，之后以1-4℃/min的升温速率升温至780-820℃烧结10-14h，得到所述复合介电陶瓷材料。
10.如权利要求1或2所述的复合介电陶瓷材料的用途，其特征在于，所述复合介电陶瓷材料用于微波器件或电子器件。
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