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一種CBS系LTCC材料及其制備方法與流程

文檔序號(hào):11929012閱讀:來(lái)源:國(guó)知局

技術(shù)特征:

1.一種CBS系低溫共燒陶瓷材料,其特征在于,所述材料的主成分為CaSiO3和CaB2O4低介電常數(shù)燒結(jié)物相,其包含CBS和摻雜劑,其中CBS含有以下重量百分比的組分:CaO為30%~40%、B2O3為15%~30%、SiO2為40%~50%,所述摻雜劑包含P2O5、納米CuO和納米V2O5,其中:P2O5為0%~2%,CuO為0%~2%,V2O5為0.5%~2%。

2.一種CBS系LTCC材料的制備方法,其特征在于,以CBS系介質(zhì)陶瓷為基礎(chǔ),P2O5和CuO中的一種或兩種作為初始摻雜劑,采用氧化物混合方式,再加入V2O5作為最終燒結(jié)助劑,以制得所述材料,其中所述材料的主成分為CaSiO3和CaB2O4低介電常數(shù)燒結(jié)物相,其包含CBS和摻雜劑,其中CBS含有以下重量百分比的組分:CaO為30%~40%、B2O3為15%~30%、SiO2為40%~50%,所述摻雜劑包含P2O5、納米CuO和納米V2O5,其中:P2O5為0%~2%,CuO為0%~2%,V2O5為0.5%~2%。

3.如權(quán)利要求2所述的制備方法,其特征在于,包括如下步驟:

(1)配料

將原料CaCO3、H3BO3、SiO2按30%~40%CaO、15%~30%B2O3、40%~50%SiO2進(jìn)行稱量,同時(shí)按CBS-xwt.%P2O5-ywt.%CuO摻雜,式中x=0~2、y=0~2的化學(xué)計(jì)量比,混合球磨,球磨介質(zhì)為去離子水和氧化鋯球;再將CBS混合料放入烘箱烘干,然后研磨,過(guò)60目篩;

(2)預(yù)燒

將步驟(1)中過(guò)篩后得到的CBS粉料進(jìn)行預(yù)燒,保溫預(yù)定時(shí)間,冷卻至室溫,然后研磨,過(guò)篩;

(3)二次混合

將步驟(2)中過(guò)篩的預(yù)燒粉料,按(CBS-xwt.%P2O5-ywt.%CuO)-zwt%.V2O5,式中z=0.5~2的化學(xué)計(jì)量比,混合后球磨,球磨介質(zhì)為去離子水和氧化鋯球;再將研磨后的粉料放入烘箱烘干,然后研磨,過(guò)60目篩;

(4)二次預(yù)燒

將步驟(3)中過(guò)篩后得到的最終CBS粉料預(yù)燒,保溫預(yù)定時(shí)間,冷卻至室溫;

(5)三次研磨

將步驟(4)中的CBS二次預(yù)燒粉進(jìn)行球磨,球磨至所需粒徑范圍,再將CBS混合料烘干,然后研磨,過(guò)120目篩;

(6)壓片

將步驟(5)過(guò)篩后的粉料,外加造粒液進(jìn)行造粒,過(guò)篩,取細(xì)粉壓制成生坯;

(7)排膠;

(8)燒結(jié)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法,其特征在于,所摻雜的CuO的平均粒徑為60~100nm,V2O5的平均粒徑為80~100nm。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法,其特征在于,步驟(5)中所述的所需粒徑范圍為0.5~1μm。

6.如權(quán)利要求3所述的制備方法,其特征在于,步驟(1)、(3)、(5)中球磨的料:球:水的重量比為1:2:1,步驟(1)中,所述球磨的時(shí)間為3h,球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為250rpm,步驟(3)中,所述球磨的時(shí)間為3h,球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為250rpm,步驟(5)中,所述球磨時(shí)間為4h,球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為350rpm。

7.如權(quán)利要求3所述的制備方法,其特征在于,步驟(2)中是于800℃預(yù)燒,保溫時(shí)間6h。

8.如權(quán)利要求3所述的制備方法,其特征在于,步驟(4)中是于800℃預(yù)燒,保溫時(shí)間4h。

9.如權(quán)利要求3所述的制備方法,其特征在于,步驟(6)中,將步驟(5)過(guò)篩后的粉料,外加質(zhì)量百分比為5wt.%的聚乙烯醇水溶液進(jìn)行造粒,過(guò)120目篩,取細(xì)粉壓制成生坯,其中壓制成型的壓強(qiáng)為260MPa、保壓時(shí)間為20s。

10.如權(quán)利要求3至9任一項(xiàng)所述的制備方法,其特征在于,步驟(7)中,將步驟(6)的生坯放入馬弗爐中,以1.5℃/min的速率升溫至500℃,保溫2h,進(jìn)行有機(jī)物的排除;

步驟(8)中,將步驟(7)排膠后的坯件放入馬弗爐中,以5℃/min的升溫速率升溫至850℃~900℃燒結(jié),保溫2h,隨爐自然冷卻至室溫。

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