專利名稱：一種鈣鍶鋰釤鈦系微波介質(zhì)陶瓷水基流延漿料及其陶瓷膜片的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及功能陶瓷材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及鈣鍶鋰釤鈦系微波介質(zhì)陶瓷膜片的制備技術(shù)。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代移動通信、GPS、無線寬帶互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅猛發(fā)展，對微波電路元器件提出了更高的要求，制備各種微型化、復(fù)合化、高頻化、片式化、模塊化的新型微波介質(zhì)元器件業(yè)已成為微波介質(zhì)陶瓷的發(fā)展方向。目前,LTCC (low-temperature co-fired ceramic,低溫共燒陶瓷)技術(shù)以其優(yōu)異的電學(xué)、機械、熱學(xué)及工藝特性已經(jīng)成為電子元器件片式化、集成化、模塊化的最佳技術(shù)，主要是通過采用多層陶瓷疊層技術(shù)，將相關(guān)的被動功能元器件經(jīng)由電路設(shè)計形式埋進堆積的介質(zhì)層中。LTCC技術(shù)包括LTCC材料的特性和應(yīng)用技術(shù)、封裝導(dǎo)線連接技術(shù)、電路設(shè)計技術(shù)，其中LTCC材料的特性及應(yīng)用技術(shù)是LTCC技術(shù)的基礎(chǔ)，其多層結(jié)構(gòu)設(shè)計可有效減小器件體積，是實現(xiàn)元器件向小型化、集成化、高可靠性和低成本發(fā)展的重要途徑。LTCC技術(shù)中的一道重要工藝是采用流延成型工藝(Tape-casting)制備性能優(yōu)良的陶瓷膜片。目前，現(xiàn)有技術(shù)流延工藝按照所用的溶劑，分為非水體系和水溶性體系兩類，在所處溶劑中將陶瓷粉體結(jié)合粘結(jié)劑、成膜助劑、分散劑等有機助劑，通過流延、干燥而獲得陶瓷膜片。從國內(nèi)外近年的研究情況來看，對非水體系流延成型工藝的研究已經(jīng)比較成熟，所制備的陶瓷坯片結(jié)構(gòu)均勻、強度高、柔韌性好，便于切割和加工，在工業(yè)生產(chǎn)中已廣泛應(yīng)用。然而，非水體系流延成型工藝中有機物含量較多，因而會導(dǎo)致膜片密度低、排膠過程中坯體易變形開裂等問題，不僅影響產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)成本偏高，而且使用的是易燃、有毒的有機溶劑以及粘結(jié)劑、分散劑等，對人體和環(huán)境會造成嚴重的危害，不能適應(yīng)環(huán)境友好及清潔生產(chǎn)等發(fā)展趨勢，在當(dāng)今全球日益嚴峻的環(huán)保形勢下，非水體系的流延成型工藝已經(jīng)不符合LTCC產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向。因此，研究以成本低、綠色環(huán)保為特征的水基流延成型工藝并應(yīng)用于LTCC技術(shù)中，已成為一項緊迫的任務(wù)，并具有重要的經(jīng)濟效益和社會效益。鈣鍶鋰釤鈦體系陶瓷材料具有介電常數(shù)高、品質(zhì)因數(shù)高、諧振頻率溫度系數(shù)可調(diào)等優(yōu)良性能。但由于其燒結(jié)溫度較高，因此需要添加燒結(jié)助劑以降低燒結(jié)溫度、實現(xiàn)低溫共燒(LTCC)。以鈣鍶鋰釤鈦體系材料、采用水基流延成型工藝制備陶瓷膜片，由于其成分復(fù)雜、且添加有燒結(jié)助劑，使用現(xiàn)有技術(shù)有機添加劑配方體系無法實現(xiàn)陶瓷膜片的制備。例如，采用現(xiàn)有技術(shù)比較成熟的聚乙烯醇(PVA)作為粘結(jié)劑，會與燒結(jié)助劑發(fā)生反應(yīng)而形成凝膠，而采用其他體系的粘結(jié)劑，如乳膠體系、羧酸類單體、丙烯酰胺單體等，以及其他有機助齊U，在針對含燒結(jié)助劑的鈣鍶鋰釤鈦系微波介質(zhì)陶瓷粉體流延時，容易干燥開裂而難以成膜，無法獲得滿意的膜片強度和疊層性能。目前，現(xiàn)有技術(shù)對于鈣鍶鋰釤鈦系陶瓷材料的 研究并不多，因而還無法獲得實際應(yīng)用，也尚未見到關(guān)于該體系材料通過水基流延成型工藝制備陶瓷膜片的報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種鈣鍶鋰釤鈦系微波介質(zhì)陶瓷水基流延漿料，以利于實現(xiàn)該體系材料陶瓷膜片的制備，獲得質(zhì)量及性能優(yōu)良的產(chǎn)品。本發(fā)明的另一目的在于提供一種利用上述漿料采用水基流延成型工藝制備陶瓷膜片的方法。本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)本發(fā)明提供的一種鈣鍶鋰釤鈦系微波介質(zhì)陶瓷水基流延漿料，由陶瓷粉體、有機添加劑、水組成；其中，所述陶瓷粉體為45 60wt%，優(yōu)選45 50wt%，所述有機添加劑為復(fù)合粘結(jié)劑15 35wt%優(yōu)選16 20wt%、增塑劑2 7wt%、分散劑O. 5 I. 5wt%、成膜助劑O. 5 lwt%、消泡劑O. 05 O. 5wt%,余量為水；所述陶瓷粉體為含3 12wt%、優(yōu)選5 9wt%燒結(jié)助劑的鈣鍶鋰釤鈦系微波介質(zhì)陶瓷固相粉體；所述復(fù)合粘結(jié)劑由按體積比聚乙烯吡咯烷酮苯丙乳液=I I. 5 I. 5 I復(fù)合而成。本發(fā)明含燒結(jié)助劑的鈣鍶鋰釤鈦系微波介質(zhì)陶瓷具有優(yōu)良的微波介電性能和較低的燒結(jié)溫度，可與銀、銅電極共燒。為獲得該體系材料的陶瓷膜片，本發(fā)明以水作為溶劑、結(jié)合有機添加劑作為水基流延漿料。其中粘結(jié)劑在膜片中起到連接并粘結(jié)陶瓷粉體顆粒、提供膜片強度等作用。本發(fā)明采用由聚乙烯吡咯烷酮與苯丙乳液復(fù)合而成的粘結(jié)劑，并配合其他有機助劑，克服了該陶瓷材料體系復(fù)雜的成分及燒結(jié)助劑對水基流延的不利影響，有利于提高陶瓷膜片的綜合性能。進一步地，本發(fā)明所述鈣鍶鋰釤鈦系微波介質(zhì)陶瓷為具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的鈦酸鈣和鈦酸鍶復(fù)合摻雜鈦酸鋰釤的微波介質(zhì)陶瓷，其通式為(CahSrx) & (Lil72Sml72) yTiO3，O< X ^ O. I,O. 7 ^ y ^ O. 8o為使陶瓷材料具有更加優(yōu)良的低溫共燒性能，本發(fā)明所述燒結(jié)助劑為B203+Cu0+LiC03 復(fù)合熔塊，按質(zhì)量比 B2O3 CuO = 5 6 1，(B203+Cu0) LiCO3 = 5 15 I。此外，還可摻雜有Bi2O3或V2O5,所述Bi2O3或V2O5的用量為B203+Cu0+LiC03的2 3wt%0進一步地，本發(fā)明所述陶瓷粉體的粒徑為I 5 μ m。所述增塑劑為丙三醇，所述分散劑為三乙醇胺，所述成膜助劑為磷酸三丁酯，所述消泡劑為正丁醇。本發(fā)明的另一目的通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)本發(fā)明提供的一種鈣鍶鋰釤鈦系微波介質(zhì)陶瓷膜片的制備方法，采用上述鈣鍶鋰釤鈦系微波介質(zhì)陶瓷水基流延漿料，包括以下步驟(I)將陶瓷粉體加入到含分散劑的去離子水中，球磨10 12個小時后，加入復(fù)合粘結(jié)劑、增塑劑，繼續(xù)球磨8 12小時；然后加入成膜助劑和消泡劑攪拌3小時，得到流延漿料；(2)將所述流延漿料真空除泡后在流延機上進行流延成型；(3)將所述流延成型的膜片在25 60°C溫度下干燥2 4小時，然后從基帶上剝離，即得到陶瓷膜片。本發(fā)明具有以下有益效果(I)本發(fā)明含燒結(jié)助劑的鈣鍶鋰釤鈦系微波介質(zhì)陶瓷具有優(yōu)良的微波介電性能和較低的燒結(jié)溫度，可與銀、銅電極共燒。、
(2)采用復(fù)合粘結(jié)劑克服了燒結(jié)助劑中的硼元素及鉍元素或釩元素對水基流延的不利影響，有利于鈣鍶鋰釤鈦系微波介質(zhì)陶瓷膜片的生產(chǎn)。(3)本發(fā)明水基流延漿料所獲得的流延膜片具有優(yōu)良的綜合性能，避免了干燥開裂，膜片強度高、疊層性能好，可適用于實際的生產(chǎn)和應(yīng)用中。(4)采用水基流延工藝，制備方法簡單易行，能夠滿足環(huán)保要求，且生產(chǎn)成本低，適合于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。下面將結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的詳細描述。
具體實施例方式本發(fā)明實施例鈣鍶鋰釤鈦系微波介質(zhì)陶瓷水基流延漿料，由陶瓷粉體、有機添加劑、水組成。陶瓷粉體為含燒結(jié)助劑的鈣鍶鋰釤鈦系微波介質(zhì)陶瓷，其粒徑為I 5 μ m，其中鈣鍶鋰釤鈦系微波介質(zhì)陶瓷為(Ca1Jrx) (Li1/2Sm1/2)yTi03,0 < x ^ O. I,O. 7 ^ y ^ O. 8 ;燒結(jié)助劑為 B203+Cu0+LiC03 復(fù)合熔塊、B203+Cu0+LiC03+Bi203 復(fù)合熔塊或B203+Cu0+LiC03+V205復(fù)合熔塊。有機添加劑包含有復(fù)合粘結(jié)劑、增塑劑、分散劑、成膜助劑、消泡劑。復(fù)合粘結(jié)劑由聚乙烯吡咯烷酮與苯丙乳液復(fù)合而成，增塑劑為丙三醇或鄰苯二甲酸二丁酯，分散劑為三乙醇胺，成膜助劑為磷酸三丁酯或二乙二醇丁醚醋酸酯，消泡劑為正丁醇。實施例一本實施例鈣鍶鋰釤鈦系微波介質(zhì)陶瓷膜片的制備方法如下(I)將2g分散劑三乙醇胺溶于70g去離子水中，然后加入IOOg含5. 5wt%BCL燒結(jié)助劑(按質(zhì)量比 B2O3 CuO LiCO3 = 8. 485 I. 515 O 的(Caa 9375Sr0.0625) 0.3 (Li 1/2Sm1/2)0.7Ti03陶瓷粉體，球磨混合12小時后，加入按體積比聚乙烯吡咯烷酮苯丙乳膠=I I的復(fù)合粘結(jié)劑35g、增塑劑丙三醇5g，繼續(xù)球磨10小時；然后在漿料中加入成膜助劑磷酸三丁酯I. 5g、消泡劑正丁醇O. Sg，放在磁力攪拌器上攪拌3小時，得到流延漿料；(2)將流延漿料真空除泡后在流延機上進行流延成型；(3)將流延成型的膜片在30°C溫度下干燥I小時后，再在60°C溫度下干燥I小時，然后從基帶上剝離，即得到陶瓷膜片。本實施例制得的陶瓷膜片(厚度150 μ m)表面光滑且不開裂。將膜片放入燒結(jié)爐中，以2°C /min的速率升至450°C進行排膠，保溫2小時；然后以5°C /min的速率升至900°C保溫5小時可燒結(jié)。燒結(jié)后微波介質(zhì)陶瓷的相對介電常數(shù)~=84.7，品質(zhì)因素與頻率乘積Qf=2446GHz，諧振頻率溫度系數(shù) τ f=-12. 48ppm/°C。實施例二 本實施例鈣鍶鋰釤鈦系微波介質(zhì)陶瓷膜片的制備方法如下(I)將I. 5g分散劑三乙醇胺溶于55g去離子水中，然后加入95g含5. 0wt%BCL燒結(jié)助劑(按質(zhì)量比 B2O3 CuO LiCO3 = 8. 485 I. 515 I)的(Caa 9375Sratl625)a3(Liv2Smv2)Q.7Ti03陶瓷粉體，球磨混合10小時后，加入按體積比聚乙烯吡咯烷酮苯丙乳膠=I 1.5的復(fù)合粘結(jié)劑38g、增塑劑鄰苯二甲酸二丁酯4g，繼續(xù)球磨8小時；然后在漿料中加入成膜助劑磷酸三丁酯I. Sg、消泡劑正丁醇O. Sg，放在磁力攪拌器上攪拌3小時，得到流延漿料； (2)將流延漿料真空除泡后在流延機上進行流延成型；
(3)將流延成型的膜片在30°C溫度下干燥3小時，然后從基帶上剝離，即得到陶瓷膜片。本實施例制得的陶瓷膜片(厚度200 μ m)表面光滑且不開裂。將膜片放入燒結(jié)爐中，以2°C /min的速率升至500°C進行排膠，保溫2小時；然后以5°C /min的速率升至895°C保溫5小時可燒結(jié)。燒結(jié)后微波介質(zhì)陶瓷的相對介電常數(shù)~=90.3，品質(zhì)因素與頻率乘積Qf=2490GHz，諧振頻率溫度系數(shù) τ f=14. 74ppm/°C。實施例三本實施例鈣鍶鋰釤鈦系微波介質(zhì)陶瓷膜片的制備方法如下(I)將2. 5g分散劑三乙醇胺溶于60g去離子水中，然后加入98g含8.0wt%BBCL燒結(jié)助劑(按質(zhì)量比 B2O3 CuO LiCO3 Bi2O3 = 8. 485 I. 515 I O. 22)的(Caa 9375S r0.0625) 0.2 (Lii/2Sm1/2)0.8Ti03陶瓷粉體,球磨混合11小時后,加入按體積比聚乙烯吡咯烷酮苯丙乳膠=1.5:1的復(fù)合粘結(jié)劑40g、增塑劑丙三醇4. 5g，繼續(xù)球磨10小時；然后在漿料中加入成膜助劑磷酸三丁酯I. 2g、消泡劑正丁醇O. Sg,放在磁力攪拌器上攪拌3小時，得到流延漿料；(2)將流延漿料真空除泡后在流延機上進行流延成型；(3)將流延成型的膜片在30°C溫度下干燥I小時后，再在50°C溫度下干燥I小時，然后從基帶上剝離，即得到陶瓷膜片。本實施例制得的陶瓷膜片(厚度300 μ m)表面光滑且不開裂。將膜片放入燒結(jié)爐中，以2°C /min的速率升至500°C進行排膠，保溫2小時；然后以5°C /min的速率升至850°C保溫5小時可燒結(jié)。燒結(jié)后微波介質(zhì)陶瓷的相對介電常數(shù)~=77.2，品質(zhì)因素與頻率乘積0f=1929GHz，諧振頻率溫度系數(shù) τ f=-18. 48ppm/°C。實施例四本實施例鈣鍶鋰釤鈦系微波介質(zhì)陶瓷膜片的制備方法如下(I)將2g分散劑三乙醇胺溶于70g去離子水中，然后加入IOOg含5. 5wt%BCL燒結(jié)助劑(按質(zhì)量比 B2O3 CuO LiCO3 = 12. 5 2. 5 I)的(Caa 9625Sratl375)a3(Li^2Smv2)a7TiO3TiO3陶瓷粉體，球磨混合10小時后，加入按體積比聚乙烯吡咯烷酮苯丙乳膠=1.3 I的復(fù)合粘結(jié)劑35g、增塑劑丙三醇5g，繼續(xù)球磨9小時；然后在漿料中加入成膜助劑二乙二醇丁醚醋酸酯2g、消泡劑正丁醇O. Sg，放在磁力攪拌器上攪拌3小時，得到流延漿料；(2)將流延漿料真空除泡后在流延機上進行流延成型；(3)將流延成型的膜片在30°C溫度下干燥I小時后，再在60°C溫度下干燥I小時，然后從基帶上剝離，即得到陶瓷膜片。本實施例制得的陶瓷膜片(厚度250 μ m)表面光滑且不開裂。將膜片放入燒結(jié)爐中，以2°C /min的速率升至450°C進行排膠，保溫2小時；然后以5°C /min的速率升至900°C保溫5小時可燒結(jié)。燒結(jié)后微波介質(zhì)陶瓷的相對介電常數(shù)~=82.8，品質(zhì)因素與頻率乘積Qf=1890GHz，諧振頻率溫度系數(shù) τ f=13. 48ppm/°C。實施例五本實施例鈣鍶鋰釤鈦系微波介質(zhì)陶瓷膜片的制備方法如下(I)將I. 5g分散劑三乙醇胺溶于55g去離子水中，然后加入95g含7. 5wt%VBCL燒結(jié)助劑(按質(zhì)量比 B2O3 CuO LiCO3 V2O5 = 8. 375 I. 625 I O. 33)的(Catl 9375Sr0.O625) 0.3 (Lii/2Sm1/2) 0.7Ti03陶瓷粉體,球磨混合10小時后，加入按體積比聚乙烯吡咯烷酮苯丙乳膠=I 1.5的復(fù)合粘結(jié)劑38g、增塑劑鄰苯二甲酸二丁酯4g，繼續(xù)球磨8小時；然后在漿料中加入成膜助劑磷酸三丁酯I. 5g、消泡劑正丁醇O. 6g，放在磁力攪拌器上攪拌3小時，得到流延漿料；(2)將流延漿料真空除泡后在流延機上進行流延成型；(3)將流延成型的膜片在30°C溫度下干燥3小時，然后從基帶上剝離，即得到陶瓷膜片。本實施例制得的陶瓷膜片(厚度200 μ m)表面光滑且不開裂。將膜片放入燒結(jié)爐中，以2°C /min的速率升至500°C進行排膠，保溫2小時；然后以5°C /min的速率升至875°C保溫4小時可燒結(jié)。燒結(jié)后微波介質(zhì)陶瓷的相對介電常數(shù)εΒ^80.3，品質(zhì)因素與頻率乘積Qf=IOOOGHz,諧振頻率溫度系數(shù) τ f=12. 89ppm/°C。實施例六 本實施例鈣鍶鋰釤鈦系微波介質(zhì)陶瓷膜片的制備方法如下(I)將2g分散劑三乙醇胺溶于75g去離子水中，然后加入IOOg含6. 5wt%BBCL燒結(jié)助劑(按質(zhì)量比 B2O3 CuO LiCO3 Bi2O3 = 4. 285 O. 715 I O. 18)的(Caa9Sr0Ja3(Liv2Snv2)tl7TiO3TiO3陶瓷粉體，球磨混合10小時后，加入按體積比聚乙烯吡咯烷酮苯丙乳膠=1.2:1的復(fù)合粘結(jié)劑37g、增塑劑丙三醇5g，繼續(xù)球磨9小時；然后在漿料中加入成膜助劑二乙二醇丁醚醋酸酯2g、消泡劑正丁醇O. Sg，放在磁力攪拌器上攪拌3小時，得到流延漿料；(2)將流延漿料真空除泡后在流延機上進行流延成型；(3)將流延成型的膜片在30°C溫度下干燥I小時后，再在60°C溫度下干燥I小時，然后從基帶上剝離，即得到陶瓷膜片。本實施例制得的陶瓷膜片(厚度250 μ m)表面光滑且不開裂。將膜片放入燒結(jié)爐中，以2°C /min的速率升至450°C進行排膠，保溫2小時；然后以5°C /min的速率升至860°C保溫4小時可燒結(jié)。燒結(jié)后微波介質(zhì)陶瓷的相對介電常數(shù)~=75.2，品質(zhì)因素與頻率乘積Qf=1865GHz，諧振頻率溫度系數(shù) τ f=18. 86ppm/°C。實施例七本實施例鈣鍶鋰釤鈦系微波介質(zhì)陶瓷膜片的制備方法如下(I)將I. 8g分散劑三乙醇胺溶于55g去離子水中，然后加入92g含7wt%VBCL燒結(jié)助劑(按質(zhì)量比 B2O3 CuO LiCO3 V2O5 = 8. 485 I. 515 I O. 22)的(Caa 9375Sr0.O625) 0.3 (LiiZ2Sml72)0.7T1O3陶瓷粉體,球磨混合10小時后，加入按體積比聚乙烯吡咯烷酮苯丙乳膠=I 1.2的復(fù)合粘結(jié)劑36g、增塑劑鄰苯二甲酸二丁酯4g，繼續(xù)球磨8小時；然后在漿料中加入成膜助劑磷酸三丁酯I. 6g、消泡劑正丁醇O. 6g，放在磁力攪拌器上攪拌3小時，得到流延漿料；(2)將流延漿料真空除泡后在流延機上進行流延成型；(3)將流延成型的膜片在30°C溫度下干燥3小時，然后從基帶上剝離，即得到陶瓷膜片。本實施例制得的陶瓷膜片(厚度200 μ m)表面光滑且不開裂。將膜片放入燒結(jié)爐中，以2°C /min的速率升至500°C進行排膠，保溫2小時；然后以5°C /min的速率升至875°C保溫4小時可燒結(jié)。燒結(jié)后微波介質(zhì)陶瓷的相對介電常數(shù)L=Sl. 6，品質(zhì)因素與頻率乘積Qf=1240GHz，諧振頻率溫度系數(shù) τ f=-22. 46ppm/°C。實施例八本實施例鈣鍶鋰釤鈦系微波介質(zhì)陶瓷膜片的制備方法如下(I)將2g分散劑三乙醇胺溶于60g去離子水中，然后加入96g含6wt%BBCL燒結(jié)助劑(按質(zhì)量比 B2O3 CuO LiCO3 Bi2O3 = 8. 375 I. 625 I O. 25)的(Caa 9625Sr0.O375) ο. 3 (Liiz2Sml72) ο. 7Ti03陶瓷粉體,球磨混合12小時后，加入按體積比聚乙烯吡咯烷酮苯丙乳膠=I I的復(fù)合粘結(jié)劑35g、增塑劑丙三醇5g，繼續(xù)球磨10小時；然后在漿料中加入成膜助劑磷酸三丁酯I. 5g、消泡劑正丁醇O. Sg，放在磁力攪拌器上攪拌3小時，得到流延漿料；
(2)將流延漿料真空除泡后在流延機上進行流延成型；(3)在60°C溫度下干燥2小時，然后從基帶上剝離，即得到陶瓷膜片。本實施例制得的陶瓷膜片(厚度150 μ m)表面光滑且不開裂。將膜片放入燒結(jié)爐中，以2°C /min的速率升至450°C進行排膠，保溫2小時；然后以5°C /min的速率升至890°C保溫5小時可燒結(jié)。燒結(jié)后微波介質(zhì)陶瓷的相對介電常數(shù)~=75.7，品質(zhì)因素與頻率乘積Qf=1543GHz，諧振頻率溫度系數(shù) τ f=-24. 48ppm/°C。實施例九本實施例鈣鍶鋰釤鈦系微波介質(zhì)陶瓷膜片的制備方法如下(I)將I. 5g分散劑三乙醇胺溶于55g去離子水中，然后加入95g含9wt%VBCL燒結(jié)助劑(按質(zhì)量比 B2O3 CuO LiCO3 V2O5 = 12.5 : 2.5 : I : O. 4)的(Caa 9625Sratl375)0.2 (Lil72Sml72)ο. JiO3陶瓷粉體,球磨混合10小時后，加入按體積比聚乙烯吡咯烷酮苯丙乳膠=I 1.5的復(fù)合粘結(jié)劑40g、增塑劑鄰苯二甲酸二丁酯4g，繼續(xù)球磨8小時；然后在漿料中加入成膜助劑磷酸三丁酯I. 5g、消泡劑正丁醇O. 6g，放在磁力攪拌器上攪拌3小時，得到流延漿料；(2)將流延漿料真空除泡后在流延機上進行流延成型；(3)將流延成型的膜片在40°C溫度下干燥2. 5小時，然后從基帶上剝離，即得到陶瓷膜片。本實施例制得的陶瓷膜片(厚度200 μ m)表面光滑且不開裂。將膜片放入燒結(jié)爐中，以2°C /min的速率升至500°C進行排膠，保溫2小時；然后以5°C /min的速率升至875°C保溫4小時可燒結(jié)。燒結(jié)后微波介質(zhì)陶瓷的相對介電常數(shù)~=72.8，品質(zhì)因素與頻率乘積Qf=I 187GHz，諧振頻率溫度系數(shù) τ f=23. 54ppm/°C。實施例十本實施例鈣鍶鋰釤鈦系微波介質(zhì)陶瓷膜片的制備方法如下(I)將I. 8g分散劑三乙醇胺溶于75g去離子水中，然后加入105g含6. 5wt%BBCL燒結(jié)助劑(按質(zhì)量比 B2O3 CuO LiCO3 Bi2O3 = 8. 375 I. 625 I O. 275)的(Ca。.9625Sr0.0375)0.3(Lii/2Sm1/2)0. JiO3TiO3陶瓷粉體，球磨混合10小時后,加入按體積比聚乙烯批咯烷酮苯丙乳膠=I. 2 : I的復(fù)合粘結(jié)劑37g、增塑劑丙三醇5g，繼續(xù)球磨10小時；然后在漿料中加入成膜助劑磷酸三丁酯I. Sg、消泡劑正丁醇O. 6g，放在磁力攪拌器上攪拌3小時，得到流延漿料；
(2)將流延漿料真空除泡后在流延機上進行流延成型；(3)將流延成型的膜片在30°C溫度下干燥I小時后，再在50°C溫度下干燥I小時，然后從基帶上剝離，即得到陶瓷膜片。本實施例制得的陶瓷膜片(厚度150 μ m)表面光滑且不開裂。將膜片放入燒結(jié)爐中，以2°C /min的速率升至450°C進行排膠，保溫2小時；然后以5°C /min的速率升至885°C保溫5小時可燒結(jié)。燒結(jié)后微波介質(zhì)陶瓷的相對介電常數(shù)％ = 78. 9，品質(zhì)因素與頻率乘積Qf=1854GHz，諧振頻率溫度系數(shù)τ f=-15. 46ppm/°C。實施例^^一本實施例鈣鍶鋰釤鈦系微波介質(zhì)陶瓷膜片的制備方法如下
(I)將I. 5g分散劑三乙醇胺溶于65g去離子水中，然后加入95g含7wt%VBCL燒結(jié)助劑(按質(zhì)量比 B2O3 CuO LiCO3 V2O5 = 8. 485 I. 515 I O. 25)的(Caa 9375Sr0.O625) 0.2 (Lii/2Sm1/2)o.8Ti03陶瓷粉體,球磨混合10小時后，加入按體積比聚乙烯吡咯烷酮苯丙乳膠=I : I. 5的復(fù)合粘結(jié)劑37g、增塑劑丙三醇6g，繼續(xù)球磨8小時；然后在漿料中加入成膜助劑磷酸三丁酯I. 5g、消泡劑正丁醇O. 6g，放在磁力攪拌器上攪拌3小時，得到流延漿料；(2)將流延漿料真空除泡后在流延機上進行流延成型；(3)將流延成型的膜片在30°C溫度下干燥3小時，然后從基帶上剝離，即得到陶瓷膜片。本實施例制得的陶瓷膜片(厚度200 μ m)表面光滑且不開裂。將膜片放入燒結(jié)爐中，以2°C /min的速率升至500°C進行排膠，保溫2小時；然后以5°C /min的速率升至865°C保溫4小時可燒結(jié)。燒結(jié)后微波介質(zhì)陶瓷的相對介電常數(shù)~=75.3，品質(zhì)因素與頻率乘積Qf=1736GHz，諧振頻率溫度系數(shù) τ f=17. 24ppm/°C。
權(quán)利要求
1.一種鈣鍶鋰釤鈦系微波介質(zhì)陶瓷水基流延漿料，由陶瓷粉體、有機添加劑、水組成； 其特征在于所述漿料中，所述陶瓷粉體為45 60wt%，所述有機添加劑為復(fù)合粘結(jié)劑 15 35wt%、增塑劑2 7wt%、分散劑O. 5 I. 5wt%、成膜助劑O. 5 lwt%、消泡劑O. 05 O. 5wt%，余量為水；所述陶瓷粉體為含3 12wt%燒結(jié)助劑的鈣鍶鋰釤鈦系微波介質(zhì)陶瓷固相粉體；所述復(fù)合粘結(jié)劑由按體積比聚乙烯吡咯烷酮苯丙乳液=I I. 5 I. 5 I復(fù)合而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鈣鍶鋰釤鈦系微波介質(zhì)陶瓷水基流延漿料，其特征在于所述漿料中陶瓷粉體為45 50wt% ;所述陶瓷粉體為含5 9wt%燒結(jié)助劑的鈣鍶鋰釤鈦系微波介質(zhì)陶瓷固相粉體。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鈣鍶鋰釤鈦系微波介質(zhì)陶瓷水基流延漿料，其特征在于所述漿料中復(fù)合粘結(jié)劑為16 20wt%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的鈣鍶鋰釤鈦系微波介質(zhì)陶瓷水基流延漿料，其特征在于 所述鈣鍶鋰釤鈦系微波介質(zhì)陶瓷為具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的鈦酸鈣和鈦酸鍶復(fù)合摻雜鈦酸鋰釤的微波介質(zhì)陶瓷，其通式為(CahSrx) H(Liv2Sm1Z2)yTiO3,0 < x ^ O. 1,0. 7 彡 y 彡 O. 8。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的鈣鍶鋰釤鈦系微波介質(zhì)陶瓷水基流延漿料，其特征在于 所述燒結(jié)助劑為 B203+Cu0+LiC03，按質(zhì)量比 B2O3 CuO = 5 6 1，(B203+Cu0) : LiCO3 = 5 15 : I。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鈣鍶鋰釤鈦系微波介質(zhì)陶瓷水基流延漿料，其特征在于所述燒結(jié)助劑還摻雜有Bi2O3或V2O5,所述Bi2O3或V2O5的用量為B203+Cu0+LiC03的2 3wt%。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的鈣鍶鋰釤鈦系微波介質(zhì)陶瓷水基流延漿料，其特征在于 所述陶瓷粉體的粒徑為I 5 μ m。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鈣鍶鋰釤鈦系微波介質(zhì)陶瓷水基流延漿料，其特征在于所述增塑劑為丙三醇或鄰苯二甲酸二丁酯，所述分散劑為三乙醇胺，所述成膜助劑為磷酸三丁酯或二乙二醇丁醚醋酸酯，所述消泡劑為正丁醇。
9.一種鈣鍶鋰釤鈦系微波介質(zhì)陶瓷膜片的制備方法，其特征在于采用權(quán)利要求1-8 之一所述鈣鍶鋰釤鈦系微波介質(zhì)陶瓷水基流延漿料，包括以下步驟(1)將陶瓷粉體加入到含分散劑的去離子水中，球磨10 12個小時后，加入復(fù)合粘結(jié)齊U、增塑劑，繼續(xù)球磨8 12小時；然后加入成膜助劑和消泡劑攪拌3小時，得到流延漿料；(2)將所述流延漿料真空除泡后在流延機上進行流延成型；(3)將所述流延成型的膜片在25 60°C溫度下干燥2 4小時，然后從基帶上剝離， 即得到陶瓷膜片。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鈣鍶鋰釤鈦系微波介質(zhì)陶瓷水基流延漿料，由陶瓷粉體、有機添加劑、水組成；所述陶瓷粉體為含3～12wt%燒結(jié)助劑的鈣鍶鋰釤鈦系微波介質(zhì)陶瓷固相粉體；所述有機添加劑中的復(fù)合粘結(jié)劑由按體積比聚乙烯吡咯烷酮∶苯丙乳液＝1～1.5∶1.5～1復(fù)合而成。此外還公開了利用上述漿料采用水基流延成型工藝制備陶瓷膜片的方法。本發(fā)明實現(xiàn)了鈣鍶鋰釤鈦系微波介質(zhì)陶瓷膜片的制備，從而解決了該體系陶瓷材料的實際應(yīng)用問題，所制得的陶瓷膜片強度及疊層性能好，且具有優(yōu)良的微波介電性能和較低的燒結(jié)溫度，可與銀、銅電極共燒。本發(fā)明制備方法簡單易行，能夠滿足環(huán)保要求，且生產(chǎn)成本低，適合于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。
文檔編號C04B35/462GK102701730SQ20121021053
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月25日
發(fā)明者李月明, 汪啟軒, 沈宗洋, 洪燕, 王竹梅, 金云海 申請人:景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院