1、温度对烧结(Zn 0.6,Mg0.4)TiO3 介质陶瓷的影响摘要：通过采用普通电子陶瓷烧结工艺合成(Zn 0.6,Mg0.4)TiO3 介质陶瓷，并对其径向收缩率及表观密度进行测定，从而得出烧结(Zn 0.6,Mg0.4)TiO3 介质陶瓷的最佳温度为 1100。关键词：介质陶瓷 径向收缩率 表观温度0 引言近年来，随着移动通讯和卫星的迅猛发展，对新型高性能微波介电材料的需求急剧增加 【13】 。适用于微波频段的介电材料体系很多，钛铁矿就是重要的一种。钛铁矿 MTiO3（M=Zn 2+ ，Mg 2+ 等）结构实际上是一种有序型刚玉结构。这种结构和 -Al2O3 一样，氧离子按六方密堆排列，不
2、同的是 2 个 Al3+为 M2+和 Ti4+取代。这种特殊结构使其在微波频段具有优良的介电性能 【46】 。钛酸锌是一种重要的钛铁矿微波介电材料，曾被作为催化剂、颜料、脱硫剂等使用【79 】 。本试验中我们利用 ZnO 和 TiO2 原料以及一般烧结工艺制备六方钛铁矿ZnTiO3 微波陶瓷，由于 Mg2+ （0.66）相对 Zn2+ （0.74 ）较小的离子半径使其很容易取代锌位， （Zn，Mg）TiO 3 钛铁矿固溶体应很容易生成，故使用MgO 对其进行参杂改性，并且（Zn，Mg）TiO 3 波钛铁矿固溶体应很容易生成【10】 。本文中我们重点研究 Zn/Mg 为 6/4 时钛酸锌镁瓷体六
3、方钛铁矿在不同温度下的收缩性及表观密度，从而确定最佳烧结温度。另外，本试验采用普通电子陶瓷烧结工艺制备出了具有纯六方钛铁矿结构的微波介电材料基体（Zn 0.6,Mg0.4)TiO3。1 试验与测试陶瓷制备通常分为配料与备料、成型、烧结三方面。配料是根据材料的设计化学组成，选择所需的化学原料，进行配方的计算，然后按照计算的结果，进行称料，来满足材料设计的要求，备料是在配料之后，把各种原料进行研磨混合，已达到均匀分布与细化颗粒的目的，同时一般加入一些塑化剂，以便原料具有可加工性；成型是将陶瓷粉料加入塑化剂制成坯料并进一步加工成特定形状的坯体的过程，是实现产品结构、形状、性能设计的关键步骤之一，主要
4、有三种方式：干法成型、塑法成型、流法成型；烧结是粉末冶金、陶瓷、耐火材料、超高温材料等领域的一个重要工序，它是一种或多种固体粉末经过成型，通过加热，是粉末产生颗粒粘结，在经过物质迁移是粉末体收缩，在低于熔点温度下变成致密、坚硬烧结体的过程。本实验采用普通电子陶瓷烧结工艺，将分析纯的 ZnO（99.0%） ，MgO（ 98.0%） ，TiO 2（99.0%）按照摩尔比 ZnO： MgO：TiO 2=6:4:10 进行配料，在行星式球磨机中以料球水比为 1:0.7:0.9 的比例进行球磨混料 4h（玛瑙球，水介质） ，湿料在 110的烘箱中烘干后，在 900预烧并保温 2h，升温过程中10/min
5、。预烧粉体经 PVA 造粒，干压成型（15MPa）制成圆片，在 560除去粘结剂。然后将圆片置于耐高温陶瓷片上，选取 1000、1100、1200、12504 个温度下烧结 4h，升温速度 10/min，在 900保温 2h。用精度为 0.02mm 的游标卡尺测量烧结前后圆片的直径及厚度，并用精度为0.01g 的天平进行称量其烧结前后的质量。表观密度和径向收缩率分别由下式求得：其中：m 为烧结后陶瓷圆片的质量（g） ； 为烧结后陶瓷圆片的厚度（mm） ；d 为烧结后陶瓷圆片的直径（mm） ； 为陶瓷坯体的直径（mm） 。3 结果与分析通过计算，我们得到如下表的数据，表明随温度升高，表观密度和径
6、向收缩率均先增大后减小，由图可知，最佳温度为 1100，在最佳温度时，径向收缩率为0.004214g/mm3，表观密度为 17.62558%。表 1 不同温度下坯体的径向收缩率及表观密度数据Tab.1 Different temperature given photo-cell and radial shrinkage and apparent density data温度（） 径向收缩率（%） 表观密度（g/mm 3）1000 16.62252 0.0041011100 17.62558 0.0042141200 14.12139 0.0038611250 15.64665 0.003884
7、101051015012012500.3850.3900.3950.400.4050.4100.4150.4200.425 密密 密X 密密Y1 密密 141618Y2 密密密图 1 温度、密度及收缩率之间的关系Fig.1 Temperature shrinkage, density and the relationship between them4 结论本次试验，我们得到最佳温度为 1100，在最佳温度时，径向收缩率为0.004214g/mm3，表观密度为 17.62558%。参考文献 1电子信息材料咨询研究组编.电子信息材料咨询报告.北京：电子工业出版社，20002吕文中，张道礼，黎步银
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