一种中介低损耗低温共烧陶瓷材料及其制备方法
阅读说明：本技术 一种中介低损耗低温共烧陶瓷材料及其制备方法 (Medium low-loss low-temperature co-fired ceramic material and preparation method thereof ) 是由 宋锡滨 刘振锋 闫鑫升 艾辽东 奚洪亮 于 2021-07-20 设计创作，主要内容包括：一种Ba-2Ti-9O-(20)基低温共烧玻璃陶瓷材料,以其制备原料总量计,包括以质量百分比计的如下组分：Ba-2Ti-9O-(20)55-70wt％；Mg-2SiO-410-20wt％；低熔点玻璃粉10-25wt％；其中,相对于低熔点玻璃粉的总重量,所述低熔点玻璃粉包括以重量份计的如下组分：ZnO 40-48重量份；B-2O-320-30重量份；SiO-210-20重量份；Al-2O-310-15重量份；BaO 0-7重量份；Li-2O 0-5重量份。本发明所述低温共烧玻璃陶瓷材料谐振频率温度系数近零、材料损耗角正切值＜2×10～(-3)、介电常数在20左右,满足sub6GHz微波器件的使用要求；并且烧结温度低。(Ba 2 Ti 9 O 20 The low-temperature co-fired glass ceramic material comprises the following components in percentage by mass based on the total amount of raw materials for preparation: ba 2 Ti 9 O 20 55‑70wt％；Mg 2 SiO 4 10-20 wt%; 10-25 wt% of low-melting-point glass powder; the low-melting-point glass powder comprises the following components in parts by weight: 40-48 parts of ZnO; b is 2 O 3 20-30 parts by weight; SiO2 2 10-20 parts by weight; al (Al) 2 O 3 10-15 parts by weight; 0-7 parts of BaO; li 2 0-5 parts of O. The low-temperature co-fired glass ceramic material has near-zero temperature coefficient of resonant frequency and less than 2 multiplied by 10 of loss tangent value ‑3 The dielectric constant is about 20, and the use requirement of a sub6GHz microwave device is met; and the sintering temperature is low.)
技术领域
本发明属于低温共烧陶瓷材料
技术领域
，具体涉及一种具有高致密度、介电常数适中、较高的品质因数、谐振频率系数较低的陶瓷材料及其制备方法。可用于制作电子通讯领域中的介质滤波器、双工器、巴伦器等元器件。背景技术
近年来，随着5G等新兴通讯技术和高密度封装技术的快速发展，促使器件向结构小型化、更高的集成密度、更快的传输速率等方向发展，低温共烧陶瓷技术是实现这一发展的重要基础。同时，制作元器件的可进行低温烧结的材料成为近年来国内外材料研究领域的一个热点方向。
经过几十年的发展，当前主流的低温共烧陶瓷材料体系大体分为微晶玻璃和玻璃陶瓷复合材料两种。其中玻璃陶瓷复合材料体系主要由低熔点玻璃与陶瓷材料构成，玻璃主要起到降低介电常数和降低烧结温度的作用，陶瓷相作为基体材料。
通常，按照介电常数的大小，可将陶瓷材料分为三大类：低介电常数陶瓷，包括A12O3、MgTiO3、Mg2SiO4等；中介电常数陶瓷，包括BaO-TiO2体系、复合钙钛矿等；高介电常数陶瓷，包括TiO2、CaTiO3等。
Ba2Ti9O20微波材料介电常数为39-40，具有较高的品质因数，但烧结温度过高(1350-1400℃)。向Ba2Ti9O20微波材料中加入低软化点玻璃可以有效降低烧结温度，但玻璃的加入会提高材料体系的介质损耗和谐振频率温度系数，从而限制了使用。
因此，如何有效降低该材料体系谐振频率温度系数，进而开发一种谐振频率温度系数近零、烧结温度低、适当的介电常数、介质损耗低的、便于实现工业化生产的Ba2Ti9O20基低温共烧陶瓷材料具有积极的意义。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种Ba2Ti9O20基低温共烧陶瓷材料，所述低温共烧陶瓷材料具有20左右的介电常数和较好的低温烧结性能，适宜于微波介质滤波器、双工器、巴伦器等领域应用。
本发明所要解决的第二个技术问题在于提供上述Ba2Ti9O20基低温共烧陶瓷材料的制备方法和应用。
为解决上述技术问题，本发明所述的一种Ba2Ti9O20基低温共烧玻璃陶瓷材料，以其制备原料总量计，包括以质量百分比计的如下组分：
Ba2Ti9O20 55-70wt％；
Mg2SiO4 10-20wt％；
低熔点玻璃粉 10-25wt％。
其中，相对于低熔点玻璃粉的总重量，所述低熔点玻璃粉包括以重量份计的如下组分：
其中，制备所述玻璃粉时，以对应氧化物的形式引入ZnO、SiO2和Al2O3，以硼酸的形式引入B2O3，以碳酸钡的形式引入BaO，以碳酸锂的形式引入Li2O。
本发明还公开了上述低温共烧玻璃陶瓷材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)称取配方量的Ba2Ti9O20、Mg2SiO4和低熔点玻璃粉，混合，得到混合料，然后将混合料研磨至所需粒径，得到混合物料；
(2)将步骤(1)得到的混合物料进行干燥、过筛，即得所述低温共烧玻璃陶瓷材料。
其中，所述步骤(1)中，向混合料中加入水和分散剂进行球磨，然后进行砂磨以进一步减小粒径。
其中，所述步骤(1)中：
控制所述混合料与水的质量比为1:1.5-2；
所述分散剂的加入量占所述混合料量的0.2-1.0wt％；
所述球磨步骤中，控制物料固含量为35-45％；
所述砂磨步骤中，控制混合物料的比表面积为2-6m2/g；
其中，所述步骤(2)中，所述干燥为喷雾干燥。
其中，所述步骤(2)中，所述喷雾造粒步骤使用喷雾干燥机进行，控制进口温度250±5℃，出口温度120±5℃，雾化器转速10800±50r/min。
其中，如上所述的低温共烧玻璃陶瓷材料的制备方法，进一步包括：在步骤(1)前进行以下步骤(i)、步骤(ii)、步骤(iii)中的一步或多步：
(i)获得Ba2Ti9O20的步骤；
(ii)获得Mg2SiO4的步骤；
(iii)获得低熔点玻璃粉的步骤。
其中，所述步骤(i)包括固相合成所述Ba2Ti9O20的步骤，具体包括如下步骤：按照化学计量比取BaTiO3和TiO2混合，得到混合料；并加入水和分散剂进行球磨预混合分散，并进行砂磨再分散处理；随后将分散后的物料进行喷雾干燥，并将干燥后的粉料于1200±10℃进行煅烧，保温时间为4h，再将煅烧后的粉体进行球磨，随后进行砂磨分散处理，最后将分散好的浆料进行喷雾干燥，得到所需Ba2Ti9O20材料。
具体的，所述固相合成Ba2Ti9O20的步骤中：所述BaTiO3和TiO2的化学计量比为2:7；控制所述混合料与水的质量比为1:1-1.5；所述分散剂的加入量占所述混合料量的0.2-2.0wt％；所述分散剂为铵盐类分散剂；所述砂磨后物料的粒度D50控制在0.5-1μm，所述喷雾干燥步骤控制物料水分含量<0.5％。
其中，所述步骤(ii)包括固相合成所述Mg2SiO4的步骤，具体包括如下步骤：按照化学计量比称取Mg(OH)2、SiO2混合，得到混合料；加入水和分散剂进行球磨分散，并进行砂磨再分散；随后将分散后的物料进行喷雾干燥，并将干燥后的粉料于900-1000℃进行煅烧，保温时间为2-4h，再将煅烧后的粉体中进行球磨，并进行砂磨再分散，最后将分散后的物料进行喷雾干燥，得到所需Mg2SiO4。
具体的，所述Mg2SiO4的制备步骤中：所述Mg(OH)2:SiO2的化学计量比为2:1；控制所述混合料与水的质量比为1:0.5-1.5；所述分散剂的加入量占所述混合料量的1.0-1.5wt％；所述分散剂包括铵盐类分散剂；所述砂磨后物料的粒度D50控制在0.4-1μm，所述喷雾干燥步骤控制物料水分含量<0.5％。
其中，所述步骤(iii)包括：称取一定质量的ZnO、B2O3、SiO2、Al2O3、BaO、Li2O，混合均匀，并进行熔融、水淬、粉碎、干燥处理，得到所需低熔点玻璃粉。
本发明提供了一种低温共烧玻璃陶瓷浆料，其包括上述低温共烧玻璃陶瓷材料以及有机助剂。
本发明还提供了上述低温共烧玻璃陶瓷浆料的制备方法，包括向上述低温共烧玻璃陶瓷材料中加入有机助剂并混合均匀。
本发明还提供了一种生瓷带，其为将上述低温共烧玻璃陶瓷浆料经流延制成。
本发明还提供了一种低温共烧陶瓷材料，其包括经烧结的上述低温共烧玻璃陶瓷材料；或者包括经烧结上述低温共烧玻璃陶瓷浆料；或者包括经烧结的上述生瓷带。
本发明还提供了将所述低温共烧玻璃陶瓷材料、上述低温共烧玻璃陶瓷浆料、上述生瓷带用于制备陶瓷器件的用途。
本发明还提供了一种陶瓷器件，其包括经烧结的上述低温共烧玻璃陶瓷材料；或者包括经烧结的上述低温共烧玻璃陶瓷浆料；或者包括经烧结的上述生瓷带。
其中，所述陶瓷器件包括微波介质滤波器、双工器、巴伦器等。
本发明还提供了上述陶瓷器件的制备方法，包括将所述低温共烧陶瓷材料进行压制成型得到坯体的步骤，以及将所述坯体于850-900℃进行保温烧结的步骤。
本发明具有以下有益技术效果：
本发明所述Ba2Ti9O20基低温共烧陶瓷材料，以Ba2Ti9O20、Mg2SiO4和低熔点玻璃为原料进行制备。其中：
(1)Ba2Ti9O20作为基础材料，其介电常数在39-40、品质因数＞8000(4GHz)、谐振频率温度系数+2ppm/℃；
(2)低熔点玻璃粉的添加，可以有效降低材料的烧结温度并对材料的介电性能造成影响，使得所述Ba2Ti9O20基低温共烧陶瓷材料的烧结温度可以从1350-1400℃降低至850-900℃，大幅提高了材料的低温烧结性能，更加有利于工业化生产；
(3)Mg2SiO4是一种由Si-O四面体和Mg-O四面体通过共顶、共棱的构架而链接形成的具有橄榄石结构的材料，其中Si-O键由55％的共价键和45％的离子键组成，高含量的共价键使得Mg2SiO4具有低的介电常数(6.8)和较低的介质损耗，同时谐振频率温度系数τf约-68ppm/℃。因此，负温度系数的Mg2SiO4材料的添加有助于使材料的谐振频率温度系数往负向移动，并逐渐接近于零。同时，Mg2SiO4原材料成本低，合成工艺简单，适合工业化生产。
本发明所述Ba2Ti9O20基低温共烧陶瓷材料随温度变化的稳定性好，材料损耗角正切值较低(材料损耗角正切值＜2×10-3)，介电常数在20左右，满足sub6GHz微波器件的使用要求；并且材料的烧结温度从1350-1400℃降低至850-900℃，低温烧结性能大幅提升。
附图简要说明
图1为实施例1中得到的低温共烧陶瓷材料粉体的SEM图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本实施例所述Ba2Ti9O20基低温共烧陶瓷材料，以其制备原料总量计，包括如下质量含量的组分：
Ba2Ti9O20 55wt％；
Mg2SiO4 20wt％；
低熔点玻璃粉 25wt％；
其中，所述低熔点玻璃粉包括如下重量份的组分：
本实施例所述Ba2Ti9O20基低温共烧陶瓷材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照选定的质量含量配比，称取相应重量的BaTiO3、TiO2，加入水(料：水＝1：1.2)和丙烯酸铵分散剂(占所述粉料量的0.7wt％)混匀，使用球磨机预混合3h，然后使用卧式砂磨机(研磨介质采用0.65mm锆球)进行分散，得到分散均匀的浆料；
(2)将分散后的浆料使用喷雾干燥机进行干燥至含水率低于0.5％，并将干燥后的粉料采用煅烧炉于1200℃进行煅烧，保温时间4h，得到Ba2Ti9O20，备用；
该反应的化学方程式为：2BaTiO3+7TiO2→Ba2Ti9O20
(3)按照选定的质量配比，称取相应重量的Mg(OH)2、SiO2，加入水(料：水＝1：1.2)和丙烯酸铵分散剂(占所述粉料量的1wt％)混匀，使用球磨机进行预混合3h，并在球磨后，使用卧式砂磨机(研磨介质采用0.65mm锆球)进行进一步分散，得到分散均匀的浆料；
(4)将分散后的浆料使用喷雾干燥机进行干燥至含水率低于0.5％，并将干燥后的粉料采用煅烧炉于950℃进行煅烧，保温时间3h，得到Mg2SiO4，备用；
该反应方程式为：Mg(OH)2+SiO2→Mg2SiO4+2H2O
(5)按照选定的质量含量配比取所述ZnO、SiO2、BaO、B2O3、Li2O、Al2O3对应的原料，其中，以对应氧化物的形式引入ZnO、SiO2和Al2O3，以硼酸的形式引入B2O3，以碳酸钡的形式引入BaO，以碳酸锂的形式引入Li2O，将各原料混合均匀，并于1400℃进行熔融处理，熔融后的玻璃经冷却后，采用对辊机进行粉碎，粉碎后用干式球磨机和气流粉碎机进行研磨，要求研磨后的颗粒尺寸小于2μm，得到所需低熔点玻璃粉，备用；
取选定含量的所述玻璃粉与步骤(2)(4)所述主烧块，加入水(料：水＝1：0.4)和丙烯酸铵分散剂(占所述混合物料量的0.8wt％)混匀，使用球磨机进行预混合分散，初分散后的浆料采用卧式砂磨机进行再分散，得到砂磨后的混合浆料。然后采用喷雾干燥机进行喷雾干燥，进口温度250±5℃，出口温度120±5℃，将喷雾干燥后的粉体过80目筛，即得所需的Ba2Ti9O20基低温共烧陶瓷材料。
将过筛后的低温共烧陶瓷材料粉体使用压片机进行圆片压制，并将压制后的圆片在900℃进行保温烧结4h进行微波介电性能测试。
图1显示了实施例1中得到的低温共烧陶瓷材料粉体的SEM图，由图可见，各种组分在其中均匀分布。
实施例2
本实施例所述Ba2Ti9O20基低温共烧陶瓷材料，以其制备原料总量计，包括如下质量含量的组分：
Ba2Ti9O20 60wt％；
Mg2SiO4 15wt％；
低熔点玻璃粉 25wt％；
其中，所述低熔点玻璃粉包括如下重量份的组分：
本实施例所述Ba2Ti9O20基低温共烧陶瓷材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照选定的质量含量配比，称取相应重量的BaTiO3、TiO2，加入水(料：水＝1：1.1)和丙烯酸铵分散剂(占所述粉料量的0.5wt％)混匀，使用球磨机预混合3h，然后使用卧式砂磨机(研磨介质采用0.65mm锆球)进行分散，得到分散均匀的浆料；
(2)将分散后的浆料使用喷雾干燥机进行干燥至含水率低于0.5％，并将干燥后的粉料采用煅烧炉于1190℃进行煅烧，保温时间4h，得到Ba2Ti9O20，备用；
该反应的化学方程式为：2BaTiO3+7TiO2→Ba2Ti9O20
(3)按照选定的质量配比，称取相应重量的Mg(OH)2、SiO2，加入水(料：水＝1：1.1)和丙烯酸铵分散剂(占所述粉料量的0.8wt％)混匀，使用球磨机进行预混合3h，并在球磨后，使用卧式砂磨机(研磨介质采用0.65mm锆球)进行进一步分散，得到分散均匀的浆料；
(4)将分散后的浆料使用喷雾干燥机进行干燥至含水率低于0.5％，并将干燥后的粉料采用煅烧炉于950℃进行煅烧，保温时间3h，得到Mg2SiO4，备用；
该反应方程式为：Mg(OH)2+SiO2→Mg2SiO4+2H2O
(5)按照选定的质量含量配比取所述ZnO、SiO2、BaO、B2O3、Li2O、Al2O3对应的原料，其中，以对应氧化物的形式引入ZnO、SiO2和Al2O3，以硼酸的形式引入B2O3，以碳酸钡的形式引入BaO，以碳酸锂的形式引入Li2O，将各原料混合均匀，并于1400℃进行熔融处理，熔融后的玻璃经冷却后，采用对辊机进行粉碎，粉碎后用干式球磨机和气流粉碎机进行研磨，要求研磨后的颗粒尺寸小于2μm，得到所需低熔点玻璃粉，备用；
取选定含量的所述玻璃粉与步骤(2)(4)所述主烧块，加入水(料：水＝1：0.5)和丙烯酸铵分散剂(占所述混合物料量的0.8wt％)混匀，使用球磨机进行预混合分散，初分散后的浆料采用卧式砂磨机进行再分散，得到砂磨后的混合浆料。然后采用喷雾干燥机进行喷雾干燥，进口温度250±5℃，出口温度120±5℃，将喷雾干燥后的粉体过80目筛，即得所需的Ba2Ti9O20基低温共烧陶瓷材料。
将过筛后的低温共烧陶瓷材料粉体使用压片机进行圆片压制，并将压制后的圆片在850℃进行保温烧结4h进行微波介电性能测试。
实施例3
本实施例所述Ba2Ti9O20基低温共烧陶瓷材料，以其制备原料总量计，包括如下质量含量的组分：
Ba2Ti9O20 65wt％；
Mg2SiO4 20wt％；
低熔点玻璃粉 15wt％；
其中，所述低熔点玻璃粉包括如下重量份的组分：
本实施例所述Ba2Ti9O20基低温共烧陶瓷材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照选定的质量含量配比，称取相应重量的BaTiO3、TiO2，加入水(料：水＝1：1.3)和丙烯酸铵分散剂(占所述粉料量的0.8wt％)混匀，使用球磨机预混合3h，然后使用卧式砂磨机(研磨介质采用0.65mm锆球)进行分散，得到分散均匀的浆料；
(2)将分散后的浆料使用喷雾干燥机进行干燥至含水率低于0.5％，并将干燥后的粉料采用煅烧炉于1210℃进行煅烧，保温时间4h，得到Ba2Ti9O20，备用；
该反应的化学方程式为：2BaTiO3+7TiO2→Ba2Ti9O20
(3)按照选定的质量配比，称取相应重量的Mg(OH)2、SiO2，加入水(料：水＝1：1.2)和丙烯酸铵分散剂(占所述粉料量的1wt％)混匀，使用球磨机进行预混合3h，并在球磨后，使用卧式砂磨机(研磨介质采用0.65mm锆球)进行进一步分散，得到分散均匀的浆料；
(4)将分散后的浆料使用喷雾干燥机进行干燥至含水率低于0.5％，并将干燥后的粉料采用煅烧炉于1000℃进行煅烧，保温时间3h，得到Mg2SiO4，备用；
该反应方程式为：Mg(OH)2+SiO2→Mg2SiO4+2H2O
(5)按照选定的质量含量配比取所述ZnO、SiO2、BaO、B2O3、Li2O、Al2O3对应的原料，其中，以对应氧化物的形式引入ZnO、SiO2和Al2O3，以硼酸的形式引入B2O3，以碳酸钡的形式引入BaO，以碳酸锂的形式引入Li2O，将各原料混合均匀，并于1400℃进行熔融处理，熔融后的玻璃经冷却后，采用对辊机进行粉碎，粉碎后用干式球磨机和气流粉碎机进行研磨，要求研磨后的颗粒尺寸小于2μm，得到所需低熔点玻璃粉，备用；
取选定含量的所述玻璃粉与步骤(2)(4)所述主烧块，加入水(料：水＝1：0.4)和丙烯酸铵分散剂(占所述混合物料量的0.8wt％)混匀，使用球磨机进行预混合分散，初分散后的浆料采用卧式砂磨机进行再分散，得到砂磨后的混合浆料。然后采用喷雾干燥机进行喷雾干燥，进口温度250±5℃，出口温度120±5℃，将喷雾干燥后的粉体过80目筛，即得所需的Ba2Ti9O20基低温共烧陶瓷材料。
将过筛后的低温共烧陶瓷材料粉体使用压片机进行圆片压制，并将压制后的圆片在900℃进行保温烧结4h进行微波介电性能测试。
实施例4
本实施例所述Ba2Ti9O20基低温共烧陶瓷材料，以其制备原料总量计，包括如下质量含量的组分：
Ba2Ti9O20 70wt％；
Mg2SiO4 20wt％；
低熔点玻璃粉 10wt％；
其中，所述低熔点玻璃粉包括如下重量份的组分：
本实施例所述Ba2Ti9O20基低温共烧陶瓷材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照选定的质量含量配比，称取相应重量的BaTiO3、TiO2，加入水(料：水＝1：1.2)和丙烯酸铵分散剂(占所述粉料量的0.7wt％)混匀，使用球磨机预混合3h，然后使用卧式砂磨机(研磨介质采用0.65mm锆球)进行分散，得到分散均匀的浆料；
(2)将分散后的浆料使用喷雾干燥机进行干燥至含水率低于0.5％，并将干燥后的粉料采用煅烧炉于1200℃进行煅烧，保温时间4h，得到Ba2Ti9O20，备用；
该反应的化学方程式为：2BaTiO3+7TiO2→Ba2Ti9O20
(3)按照选定的质量配比，称取相应重量的Mg(OH)2、SiO2，加入水(料：水＝1：1.2)和丙烯酸铵分散剂(占所述粉料量的1wt％)混匀，使用球磨机进行预混合3h，并在球磨后，使用卧式砂磨机(研磨介质采用0.65mm锆球)进行进一步分散，得到分散均匀的浆料；
(4)将分散后的浆料使用喷雾干燥机进行干燥至含水率低于0.5％，并将干燥后的粉料采用煅烧炉于950℃进行煅烧，保温时间3h，得到Mg2SiO4，备用；
该反应方程式为：Mg(OH)2+SiO2→Mg2SiO4+2H2O
(5)按照选定的质量含量配比取所述ZnO、SiO2、BaO、B2O3、Li2O、Al2O3对应的原料，其中，以对应氧化物的形式引入ZnO、SiO2和Al2O3，以硼酸的形式引入B2O3，以碳酸钡的形式引入BaO，以碳酸锂的形式引入Li2O，将各原料混合均匀，并于1400℃进行熔融处理，熔融后的玻璃经冷却后，采用对辊机进行粉碎，粉碎后用干式球磨机和气流粉碎机进行研磨，要求研磨后的颗粒尺寸小于2μm，得到所需低熔点玻璃粉，备用；
取选定含量的所述玻璃粉与步骤(2)(4)所述主烧块，加入水(料：水＝1：0.4)和丙烯酸铵分散剂(占所述混合物料量的0.8wt％)混匀，使用球磨机进行预混合分散，初分散后的浆料采用卧式砂磨机进行再分散，得到砂磨后的混合浆料。然后采用喷雾干燥机进行喷雾干燥，进口温度250±5℃，出口温度120±5℃，将喷雾干燥后的粉体过80目筛，即得所需的Ba2Ti9O20基低温共烧陶瓷材料。
将过筛后的低温共烧陶瓷材料粉体使用压片机进行圆片压制，并将压制后的圆片在875℃进行保温烧结4h进行微波介电性能测试。
实施例5
本实施例所述Ba2Ti9O20基低温共烧陶瓷材料，以其制备原料总量计，包括如下质量含量的组分：
Ba2Ti9O20 70wt％；
Mg2SiO4 10wt％；
低熔点玻璃粉 20wt％；
其中，所述低熔点玻璃粉包括如下重量份的组分：
本实施例所述Ba2Ti9O20基低温共烧陶瓷材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照选定的质量含量配比，称取相应重量的BaTiO3、TiO2，加入水(料：水＝1：1.4)和丙烯酸铵分散剂(占所述粉料量的0.6wt％)混匀，使用球磨机预混合3h，然后使用卧式砂磨机(研磨介质采用0.65mm锆球)进行分散，得到分散均匀的浆料；
(2)将分散后的浆料使用喷雾干燥机进行干燥至含水率低于0.5％，并将干燥后的粉料采用煅烧炉于1200℃进行煅烧，保温时间4h，得到Ba2Ti9O20，备用；
该反应的化学方程式为：2BaTiO3+7TiO2→Ba2Ti9O20
(3)按照选定的质量配比，称取相应重量的Mg(OH)2、SiO2，加入水(料：水＝1：1.1)和丙烯酸铵分散剂(占所述粉料量的1wt％)混匀，使用球磨机进行预混合3h，并在球磨后，使用卧式砂磨机(研磨介质采用0.65mm锆球)进行进一步分散，得到分散均匀的浆料；
(4)将分散后的浆料使用喷雾干燥机进行干燥至含水率低于0.5％，并将干燥后的粉料采用煅烧炉于950℃进行煅烧，保温时间3h，得到Mg2SiO4，备用；
该反应方程式为：Mg(OH)2+SiO2→Mg2SiO4+2H2O
(5)按照选定的质量含量配比取所述ZnO、SiO2、BaO、B2O3、Li2O、Al2O3对应的原料，其中，以对应氧化物的形式引入ZnO、SiO2和Al2O3，以硼酸的形式引入B2O3，以碳酸钡的形式引入BaO，以碳酸锂的形式引入Li2O，将各原料混合均匀，并于1400℃进行熔融处理，熔融后的玻璃经冷却后，采用对辊机进行粉碎，粉碎后用干式球磨机和气流粉碎机进行研磨，要求研磨后的颗粒尺寸小于2μm，得到所需低熔点玻璃粉，备用；
取选定含量的所述玻璃粉与步骤(2)(4)所述主烧块，加入水(料：水＝1：0.4)和丙烯酸铵分散剂(占所述混合物料量的0.8wt％)混匀，使用球磨机进行预混合分散，初分散后的浆料采用卧式砂磨机进行再分散，得到砂磨后的混合浆料。然后采用喷雾干燥机进行喷雾干燥，进口温度250±5℃，出口温度120±5℃，将喷雾干燥后的粉体过80目筛，即得所需的Ba2Ti9O20基低温共烧陶瓷材料。
将过筛后的低温共烧陶瓷材料粉体使用压片机进行圆片压制，并将压制后的圆片在900℃进行保温烧结4h进行微波介电性能测试。
实施例6
本实施例所述Ba2Ti9O20基低温共烧陶瓷材料，以其制备原料总量计，包括如下质量含量的组分：
Ba2Ti9O20 60wt％；
Mg2SiO4 20wt％；
低熔点玻璃粉 20wt％；
其中，所述低熔点玻璃粉包括如下重量份的组分：
本实施例所述Ba2Ti9O20基低温共烧陶瓷材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照选定的质量含量配比，称取相应重量的BaTiO3、TiO2，加入水(料：水＝1：1.3)和丙烯酸铵分散剂(占所述粉料量的0.8wt％)混匀，使用球磨机预混合3h，然后使用卧式砂磨机(研磨介质采用0.65mm锆球)进行分散，得到分散均匀的浆料；
(2)将分散后的浆料使用喷雾干燥机进行干燥至含水率低于0.5％，并将干燥后的粉料采用煅烧炉于1190℃进行煅烧，保温时间4h，得到Ba2Ti9O20，备用；
该反应的化学方程式为：2BaTiO3+7TiO2→Ba2Ti9O20
(3)按照选定的质量配比，称取相应重量的Mg(OH)2、SiO2，加入水(料：水＝1：1.2)和丙烯酸铵分散剂(占所述粉料量的1wt％)混匀，使用球磨机进行预混合3h，并在球磨后，使用卧式砂磨机(研磨介质采用0.65mm锆球)进行进一步分散，得到分散均匀的浆料；
(4)将分散后的浆料使用喷雾干燥机进行干燥至含水率低于0.5％，并将干燥后的粉料采用煅烧炉于975℃进行煅烧，保温时间3h，得到Mg2SiO4，备用；
该反应方程式为：Mg(OH)2+SiO2→Mg2SiO4+2H2O
(5)按照选定的质量含量配比取所述ZnO、SiO2、BaO、B2O3、Li2O、Al2O3对应的原料，其中，以对应氧化物的形式引入ZnO、SiO2和Al2O3，以硼酸的形式引入B2O3，以碳酸钡的形式引入BaO，以碳酸锂的形式引入Li2O，将各原料混合均匀，并于1400℃进行熔融处理，熔融后的玻璃经冷却后，采用对辊机进行粉碎，粉碎后用干式球磨机和气流粉碎机进行研磨，要求研磨后的颗粒尺寸小于2μm，得到所需低熔点玻璃粉，备用；
取选定含量的所述玻璃粉与步骤(2)(4)所述主烧块，加入水(料：水＝1：0.4)和丙烯酸铵分散剂(占所述混合物料量的0.8wt％)混匀，使用球磨机进行预混合分散，初分散后的浆料采用卧式砂磨机进行再分散，得到砂磨后的混合浆料。然后采用喷雾干燥机进行喷雾干燥，进口温度250±5℃，出口温度120±5℃，将喷雾干燥后的粉体过80目筛，即得所需的Ba2Ti9O20基低温共烧陶瓷材料。
将过筛后的低温共烧陶瓷材料粉体使用压片机进行圆片压制，并将压制后的圆片在900℃进行保温烧结4h进行微波介电性能测试。
对比例1-
本对比例所述陶瓷材料的制备原料及制备方法同实施例1，其区别仅在于，将硅酸镁替换为另一种负温度系数材料Li3AlB2O6。
本对比例1所述低温共烧陶瓷材料，以其制备原料总量计，包括如下质量含量的组分：
Ba2Ti9O20 55wt％；
Li3AlB2O6 20％；
低熔点玻璃粉 25wt％
本对比例1所述低温共烧陶瓷材料除了将硅酸镁换作Li3AlB2O6外，其余制备方法同实施例1。
将上述实施例1-6及对比例1所得低温共烧陶瓷材料粉体，过筛后使用压片机进行圆片压制，并将压制后的圆片在900℃进行保温烧结4h进行微波介电性能测试，测试结果如表1所示。
表1实施例和对比例的微波介电性能测试结果
从上述数据中可以看出，Ba2Ti9O20+玻璃+Mg2SiO4材料体系样品密度在3.5-3.6左右，收缩率在12-13％，介电常数在20左右，损耗小于2×10-3，谐振频率温度系数小于1。
在同样条件下制备的对比例1样品，谐振频率温度系数为5.2，介电常数为18.7，介质损耗为3.73×10-3，说明在900℃保温4h的烧结条件下，对比例样品选用负温度系数材料Li3AlB2O6无法起到将材料体系温度系数调节至近零的作用，无法在实际中应用。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
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