低温烧结尖晶石结构微波介质陶瓷材料及制备方法

摘要

本发明公开了一种低温烧结尖晶石结构微波介质陶瓷材料及制备方法。低温烧结尖晶石结构微波介质陶瓷材料由重量百分比为97～100％的Li

说明书

技术领域

本发明属于电子陶瓷及其制造领域，涉及一种微波介质陶瓷材料，特别是一种低温烧结尖晶石结构微波介质陶瓷材料及制备方法。

背景技术

随着电子信息技术不断向高频化和数字化方向发展，对元器件的小型化，集成化以至模块化的要求也越来越迫切。低温共烧陶瓷LTCC(Low TemperatureCo-fired Ceramics)以其优异的电学、机械、热学及工艺特性，已经成为电子器件模块化的主要技术之一。低温共烧陶瓷系统(LTCC)的烧结温度低，可用电阻率低的金属作为多层布线的导体材料，可以提高组装密度、信号传输速度，并且可内埋于多层基板一次烧成的各种层式微波电子器件，因此广泛用在高速高密度互连多元陶瓷组件(MCM)之中。LTCC共烧技术具有组装密度高，介电损耗低，可用于高微波频段，独石结构高可靠性与IC热匹配好等特点，因此有着极广的应用前景。对于LTCC技术而言，要求其烧结温度低(≤900℃)，以便能采用高电导率的金属电极Ag作为内电极，从而大大降低成本。

大多数商用的微波介质材料虽然具有优异的微波介电性能，但是其烧结温度很高(一般≥1300℃)，因此为了与LTCC工艺相兼容，必须降低材料的烧结温度。添加低熔点氧化物或玻璃烧结助剂以降低微波介质材料的烧结温度是最为常见的一种降低烧结温度的方法。除此之外，现在越来越多的研究者关注另外一种方法即寻找本身烧结温度低的材料体系，这些材料体系无需添加烧结助剂就能在较低温度下烧结成瓷，如Te基^[1-3]、Bi基^[4-6]以及Mo基^[7，8]等低温烧结微波介质材料体系。随着LTCC技术的迅猛发展，这种方法也越来越受到人们的广泛重视。

综上所述，随着微波通讯的迅猛发展，对微波元器件的便携式、微型化提出了新的要求。用高介电常数微波材料制备的微波谐振器可以极大地减小微波电路尺寸，但进一步微型化的出路却在于MCM的发展。在制造MCM用多层多层电路基板时，LTCC技术显示出奇特优势，因此与LTCC技术相适应的多层介质器件和材料得到了广泛的重视和研究。适用于LTCC技术、微波性能优异、能与银电极共烧、化学组成和制备工艺简单的新型微波介质陶瓷材料是一类极具应用前景的新材料。

参考文献：【1】M.Udovic，M.Valant，and D.Suvorov，J.Am.Ceram.Soc.，87，591-597(2004).【2】D.K.Kwon，M.T.Lanagan，and T.R.Shrout，Mater.Lett.，61，1827-1831(2007).【3】G.Subodh and M.T.Sebastian，Am.Ceram.Soc.，90，2266-2268(2007).【4】M.Valant and D.Suvorov，J.Am.Ceram.Soc.，84，2900-2904(2001).【5】S.O.Yoon，K.S.Kim，S.H.Shim，et al，J.Ceram. Process.Res.，9，34-37(2008).【6】X.L.Wang，H.Wang，and X.Yao，J.Am.Ceram. Soc.，80，2745-2748(1997).【7】D.Zhou，H.Wang，X.Yao，et al，J.Am. Ceram.Soc.，91，3419-3421(2008).【8】G.K.Choi，J.R.Kim，S.H.Yoon，et al，J.Eur.Ceram.Soc.，27，3063-3067(2007).

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中LTCC的不足，提供一种尖晶石结构低温烧结微波介质陶瓷材料及其制备方法，该低温烧结微波介质陶瓷材料从LTCC低温共烧的角度出发，在Li₂MTi₃O₈(M＝Zn，Mg)体系中通过掺杂少量的低熔点烧结助剂，其烧结温度可成功降至900℃左右，同时保持优异的微波性能。

本发明涉及的低温烧结微波介质陶瓷材料，由重量百分比为97～100％的Li₂MTi₃O₈和重量百分比为0～3％的低熔点物质组成；其中，M为Zn和Mg中的一种，低熔点物质为B₂O₃、BaCu(B₂O₅)和V₂O₅中的一种。

制备上述低温烧结尖晶石结构微波介质陶瓷材料的步骤如下：

(1)首先将Li₂CO₃、ZnO或MgO、TiO₂按摩尔比Li₂CO₃∶MO∶TiO₂＝1∶1∶3配制成主粉体，其中，M为Zn或者Mg；

(2)然后将配制好的主粉体混合均匀，按照粉体与酒精的重量比为1∶1向主粉体中加入酒精，采用湿磨法混合4～8小时，取出后在120～140℃下烘干，以80目的筛网过筛，过筛后压制成块状，然后以5℃/min的升温速率将压制的块状主粉体由室温升至850℃～950℃并在此温度下保温2～6h，制成烧块，即合成主晶相；

(3)将上述制成的烧块粉碎，进行4～5小时的二次球磨，烘干后加入重量百分比为0～3％的低熔点物质，配成粉料，按照粉料与酒精的重量比为1∶1向粉料中加入酒精，球磨4～8小时后取出，放入烘炉内在120～140℃下烘干，造粒后压制成小圆片，于500～600℃排胶，随炉冷却后得到瓷料，再将瓷料在850～950℃下烧结2～4h即可得到低温烧结微波介质陶瓷材料。

上述低温烧结微波介质陶瓷材料烧成后的相组成为单相的Li₂ZnTi₃O₈或者Li₂MgTi₃O₈尖晶石结构。

本发明以Li₂MTi₃O₈(M＝Zn，Mg)系微波介质陶瓷为基础，采用自制的低熔点BaCu(B₂O₅)以及B₂O₃或V₂O₅作为烧结助剂，成功地将其烧结温度降至900℃左右，同时保持优异的微波性能，从而使得该材料能与银电极共烧成为可能。这种低温烧结微波介质陶瓷材料化学组成和制备工艺均比较简单，可广泛用于低温共烧陶瓷系统(LTCC)、多层介质谐振器、微波天线、滤波器等微波器件的制造。

附图说明

图1为本发明实施例2的与Ag电极共烧的XRD与SEM图。

图2为本发明实施例12的与Ag电极共烧的XRD与SEM图。

具体实施方式

本发明以分析纯的Li₂CO₃和ZnO(或MgO)，化学纯的TiO₂为主要原料。先按摩尔比Li₂CO₃∶MO∶TiO₂＝1∶1∶3，其中M为Zn或Mg，预先煅烧合成主粉体，而后在主粉体中加入一定比例的B₂O₃、BaCu(B₂O₅)或V₂O₅，造粒，压片，烧结后即可得到低温烧结微波介质陶瓷材料。对于BaCu(B₂O₅)，可将分析纯的Ba(OH)₂·8H₂O，CuO和H₃BO₃按摩尔比1∶1∶2球磨混合后于800℃下保温3h而成。

下面结合实施例对本发明作进一步描述：

实施例1：

(1)首先将化学原料Li₂C0₃、ZnO和TiO₂按摩尔比Li₂CO₃∶ZnO∶TiO₂＝1∶1∶3配制成主粉体；

(2)然后将配制好的主粉体混合均匀，按照主粉体与酒精的质量比为1∶1向主粉体中加入酒精，采用湿磨法混合4小时，磨细后在120～140℃下烘干，以80目的筛网过筛，过筛后压制成块状，然后以5℃/min的升温速率将压制的块状原料由室温升至850～950℃并在此温度下保温4h，制成烧块；

(3)将上述制成的烧块粉碎，按照粉料与酒精的质量比为1∶1向粉料中加入酒精，放入尼龙罐中球磨4小时后取出，放入烘炉内在120～140℃下烘干，造粒后压制成小圆片，于500～600℃排胶，随炉冷却后得到瓷料，再将瓷料在1050℃下烧结2h即可得到微波介质陶瓷材料。该材料的微波性能为：ε_r＝26.2，Q×f＝62000GHz，τ_f＝-15ppm/℃。

实施例2：

(1)首先将化学原料Li₂CO₃、ZnO和TiO₂按摩尔比Li₂CO₃∶ZnO∶TiO₂＝1∶1∶3配制成主粉体；

(2)然后将配制好的主粉体混合均匀，按照主粉体与酒精的质量比为1∶1向主粉体中加入酒精，采用湿磨法混合4小时，磨细后在120℃下烘干，以80目的筛网过筛，过筛后压制成块状，然后以5℃/min的升温速率将压制的块状原料由室温升至850℃并在此温度下保温4h，制成烧块；

(3)将上述制成的烧块粉碎，进行4小时的二次球磨，放入烘炉内烘干后加入重量百分比为0.5％的BaCu(B₂O₅)，配成粉料，按照粉料与酒精的体积比为1∶1向粉料中加入酒精，放入尼龙罐中球磨4小时后取出，放入烘炉内在120℃下烘干，造粒后压制成小圆片，于500℃排胶，随炉冷却后得到瓷料，再将瓷料在900℃下烧结2h即可得到低温烧结微波介质陶瓷材料。该材料的微波性能为：ε_r＝25.2，Q×f＝47100GHz，τ_f＝-12ppm/℃。可以看出，掺杂0.5％的BaCu(B₂O₅)后的样品能很好地实现低温烧结，且谐振频率温度系数得到了改善。降温后得粉体能很好地与银电极兼容(见图1)。

实施例3：

(1)首先将化学原料Li₂CO₃、ZnO和TiO₂按摩尔比Li₂CO₃∶ZnO∶TiO₂＝1∶1∶3配制成主粉体；

(2)然后将配制好的主粉体混合均匀，按照主粉体与酒精的质量比为1∶1向主粉体中加入酒精，采用湿磨法混合8小时，磨细后在130℃下烘干，以80目的筛网过筛，过筛后压制成块状，然后以5℃/min的升温速率将压制的块状原料由室温升至850℃并在此温度下保温4h，制成烧块；

(3)将上述制成的烧块粉碎，进行4小时的二次球磨，放入烘炉内烘干后加入重量百分比为1％的BaCu(B₂O₅)，配成粉料，按照粉料与酒精的体积比为1∶1向粉料中加入酒精，放入尼龙罐中球磨4小时后取出，放入烘炉内在125℃下烘干，造粒后压制成小圆片，于550℃排胶，随炉冷却后得到瓷料，再将瓷料在900℃下烧结2h即可得到低温烧结微波介质陶瓷材料。该材料的微波性能为：ε_r＝24.6，Q×f＝30300GHz，τ_f＝-10ppm/℃。

实施例4：

(1)首先将化学原料Li₂CO₃、ZnO和TiO₂按摩尔比Li₂CO₃∶ZnO∶TiO₂＝1∶1∶3配制成主粉体；

(2)然后将配制好的主粉体混合均匀，按照主粉体与酒精的质量比为1∶1向主粉体中加入酒精，采用湿磨法混合4小时，磨细后在130℃下烘干，以80目的筛网过筛，过筛后压制成块状，然后以5℃/min的升温速率将压制的块状原料由室温升至950℃并在此温度下保温4h，制成烧块；

(3)将上述制成的烧块粉碎，进行4小时的二次球磨，放入烘炉内烘干后加入重量百分比为3％的BaCu(B₂O₅)，配成粉料，按照粉料与酒精的体积比为1∶1向粉料中加入酒精，放入尼龙罐中球磨4小时后取出，放入烘炉内在130℃下烘干，造粒后压制成小圆片，于600℃排胶，随炉冷却后得到瓷料，再将瓷料在900℃下烧结2h即可得到低温烧结微波介质陶瓷材料。该材料的微波性能为：ε_r＝23.5，Q×f＝18300GHz，τ_f＝-4ppm/℃。

实施例5：

(1)首先将化学原料Li₂CO₃、ZnO和TiO₂按摩尔比Li₂CO₃∶ZnO∶TiO₂＝1∶1∶3配制成主粉体；

(2)然后将配制好的主粉体混合均匀，按照主粉体与酒精的质量比为1∶1向主粉体中加入酒精，采用湿磨法混合4小时，磨细后在140℃下烘干，以80目的筛网过筛，过筛后压制成块状，然后以5℃/min的升温速率将压制的块状原料由室温升至950℃并在此温度下保温4h，制成烧块；

(3)将上述制成的烧块粉碎，进行4小时的二次球磨，放入烘炉内烘干后加入重量百分比为0.5％的B₂O₃，配成粉料，按照粉料与酒精的体积比为1∶1向粉料中加入酒精，放入尼龙罐中球磨4小时后取出，放入烘炉内在140℃下烘干，造粒后压制成小圆片，于600℃排胶，随炉冷却后得到瓷料，再将瓷料在900℃下烧结2h即可得到低温烧结微波介质陶瓷材料。该材料的微波性能为：ε_r＝23.5，Q×f＝41200GHz，τ_f＝-12ppm/℃。

实施例6：

(1)首先将化学原料Li₂CO₃、ZnO和TiO₂按摩尔比Li₂CO₃∶ZnO∶TiO₂＝1∶1∶3配制成主粉体；

(2)然后将配制好的主粉体混合均匀，按照主粉体与酒精的质量比为1∶1向主粉体中加入酒精，采用湿磨法混合4小时，磨细后在140℃下烘干，以80目的筛网过筛，过筛后压制成块状，然后以5℃/min的升温速率将压制的块状原料由室温升至950℃并在此温度下保温4h，制成烧块；

(3)将上述制成的烧块粉碎，进行4小时的二次球磨，放入烘炉内烘干后加入重量百分比为1.0％的B₂O₃，配成粉料，按照粉料与酒精的体积比为1∶1向粉料中加入酒精，放入尼龙罐中球磨4小时后取出，放入烘炉内在140℃下烘干，造粒后压制成小圆片，于600℃排胶，随炉冷却后得到瓷料，再将瓷料在900℃下烧结2h即可得到低温烧结微波介质陶瓷材料。该材料的微波性能为：ε_r＝24.1，Q×f＝35200GHz，τ_f＝-8ppm/℃。

实施例7：

(1)首先将化学原料Li₂CO₃、ZnO和TiO₂按摩尔比Li₂CO₃∶ZnO∶TiO₂＝1∶1∶3配制成主粉体；

(2)然后将配制好的主粉体混合均匀，按照主粉体与酒精的质量比为1∶1向主粉体中加入酒精，采用湿磨法混合4小时，磨细后在130℃下烘干，以80目的筛网过筛，过筛后压制成块状，然后以5℃/min的升温速率将压制的块状原料由室温升至900℃并在此温度下保温4h，制成烧块；

(3)将上述制成的烧块粉碎，进行4小时的二次球磨，放入烘炉内烘干后加入重量百分比为3.0％的B₂O₃，配成粉料，按照粉料与酒精的体积比为1∶1向粉料中加入酒精，放入尼龙罐中球磨4小时后取出，放入烘炉内在130℃下烘干，造粒后压制成小圆片，于550℃排胶，随炉冷却后得到瓷料，再将瓷料在900℃下烧结2h即可得到低温烧结微波介质陶瓷材料。该材料的微波性能为：ε_r＝24.5，Q×f＝31300GHz，τ_f＝-6ppm/℃。

实施例8：

(1)首先将化学原料Li₂CO₃、ZnO和TiO₂按摩尔比Li₂CO₃∶ZnO∶TiO₂＝1∶1∶3配制成主粉体；

(2)然后将配制好的主粉体混合均匀，按照主粉体与酒精的质量比为1∶1向主粉体中加入酒精，采用湿磨法混合4小时，磨细后在130℃下烘干，以80目的筛网过筛，过筛后压制成块状，然后以5℃/min的升温速率将压制的块状原料由室温升至900℃并在此温度下保温4h，制成烧块；

(3)将上述制成的烧块粉碎，进行4小时的二次球磨，放入烘炉内烘干后加入重量百分比为0.5％的V₂O₅，配成粉料，按照粉料与酒精的体积比为1∶1向粉料中加入酒精，放入尼龙罐中球磨4小时后取出，放入烘炉内在130℃下烘干，造粒后压制成小圆片，于550℃排胶，随炉冷却后得到瓷料，再将瓷料在900℃下烧结2h即可得到低温烧结微波介质陶瓷材料。该材料的微波性能为：ε_r＝26.4，Q×f＝36000GHz，τ_f＝-14ppm/℃。

实施例9；

(1)首先将化学原料Li₂CO₃、ZnO和TiO₂按摩尔比Li₂CO₃∶ZnO∶TiO₂＝1∶1∶3配制成主粉体；

(2)然后将配制好的主粉体混合均匀，按照主粉体与酒精的质量比为1∶1向主粉体中加入酒精，采用湿磨法混合4小时，磨细后在135℃下烘干，以80目的筛网过筛，过筛后压制成块状，然后以5℃/min的升温速率将压制的块状原料由室温升至950℃并在此温度下保温4h，制成烧块；

(3)将上述制成的烧块粉碎，进行4小时的二次球磨，放入烘炉内烘干后加入重量百分比为1.0％的V₂O₅，配成粉料，按照粉料与酒精的体积比为1∶1向粉料中加入酒精，放入尼龙罐中球磨4小时后取出，放入烘炉内在135℃下烘干，造粒后压制成小圆片，于550℃排胶，随炉冷却后得到瓷料，再将瓷料在900℃下烧结2h即可得到低温烧结微波介质陶瓷材料。该材料的微波性能为：ε_r＝26.8，Q×f＝26400GHz，τ_f＝-16ppm/℃。

实施例10：

(1)首先将化学原料Li₂CO₃、ZnO和TiO₂按摩尔比Li₂CO₃∶ZnO∶TiO₂＝1∶1∶3配制成主粉体；

(2)然后将配制好的主粉体混合均匀，按照主粉体与酒精的质量比为1∶1向主粉体中加入酒精，采用湿磨法混合4小时，磨细后在135℃下烘干，以80目的筛网过筛，过筛后压制成块状，然后以5℃/min的升温速率将压制的块状原料由室温升至900℃并在此温度下保温4h，制成烧块；

(3)将上述制成的烧块粉碎，进行4小时的二次球磨，放入烘炉内烘干后加入重量百分比为3.0％的V₂O₅，配成粉料，按照粉料与酒精的体积比为1∶1向粉料中加入酒精，放入尼龙罐中球磨4小时后取出，放入烘炉内在135℃下烘干，造粒后压制成小圆片，于550℃排胶，随炉冷却后得到瓷料，再将瓷料在900℃下烧结2h即可得到低温烧结微波介质陶瓷材料。该材料的微波性能为：ε_r＝24.4，Q×f＝9200GHz，τ_f＝-16ppm/℃。

实施例11：

(1)首先将化学原料Li₂CO₃、MgO和TiO₂按摩尔比Li₂CO₃∶MgO∶TiO₂＝1∶1∶3配制成主粉体；

(2)然后将配制好的主粉体混合均匀，按照主粉体与酒精的质量比为1∶1向主粉体中加入酒精，采用湿磨法混合4小时，磨细后在140℃下烘干，以80目的筛网过筛，过筛后压制成块状，然后以5℃/min的升温速率将压制的块状原料由室温升至950℃并在此温度下保温4h，制成烧块；

(3)将上述制成的烧块粉碎，按照粉料与酒精的质量比为1∶1向粉料中加入酒精，放入尼龙罐中球磨4小时后取出，放入烘炉内在140℃下烘干，造粒后压制成小圆片，于600℃排胶，随炉冷却后得到瓷料，再将瓷料在1050℃下烧结2h即可得到微波介质陶瓷材料。该材料的微波性能为：ε_r＝27.3，Q×f＝40000GHz，τ_f＝-2.6ppm/℃。

实施例12：

(1)首先将化学原料Li₂CO₃、MgO和TiO₂按摩尔比Li₂CO₃∶MgO∶TiO₂＝1∶1∶3配制成主粉体；

(2)然后将配制好的主粉体混合均匀，按照主粉体与酒精的质量比为1∶1向主粉体中加入酒精，采用湿磨法混合4小时，磨细后在140℃下烘干，以80目的筛网过筛，过筛后压制成块状，然后以5℃/min的升温速率将压制的块状原料由室温升至950℃并在此温度下保温4h，制成烧块；

(3)将上述制成的烧块粉碎，进行4小时的二次球磨，放入烘炉内烘干后加入重量百分比为0.5％的BaC_u(B₂O₅)，配成粉料，按照粉料与酒精的体积比为1∶1向粉料中加入酒精，放入尼龙罐中球磨4小时后取出，放入烘炉内在140℃下烘干，造粒后压制成小圆片，于600℃排胶，随炉冷却后得到瓷料，再将瓷料在900℃下烧结2h即可得到低温烧结尖晶石结构LTCC微波介质陶瓷材料。该材料的微波性能为：ε_r＝26，Q×f＝36200GHz，τ_f＝-2ppm/℃。可以看出，掺杂0.5％的BaCu(B₂O₅)后的样品能很好地实现低温烧结，且谐振频率温度系数得到了改善。降温后得粉体能很好地与银电极兼容(见图2)。

实施例13：

(1)首先将化学原料Li₂CO₃、MgO和TiO₂按摩尔比Li₂CO₃∶MgO∶TiO₂＝1∶1∶3配制成主粉体；

(2)然后将配制好的主粉体混合均匀，按照主粉体与酒精的质量比为1∶1向主粉体中加入酒精，采用湿磨法混合4小时，磨细后在120℃下烘干，以80目的筛网过筛，过筛后压制成块状，然后以5℃/min的升温速率将压制的块状原料由室温升至850℃并在此温度下保温4h，制成烧块；

(3)将上述制成的烧块粉碎，进行4小时的二次球磨，放入烘炉内烘干后加入重量百分比为1％的BaCu(B₂O₅)，配成粉料，按照粉料与酒精的体积比为1∶1向粉料中加入酒精，放入尼龙罐中球磨4小时后取出，放入烘炉内在120℃下烘干，造粒后压制成小圆片，于500℃排胶，随炉冷却后得到瓷料，再将瓷料在900℃下烧结2h即可得到低温烧结微波介质陶瓷材料。该材料的微波性能为：ε_r＝25.5，Q×f＝33800GHz，τ_f＝-3ppm/℃。

实施例14：

(1)首先将化学原料Li₂CO₃、MgO和TiO₂按摩尔比Li₂CO₃∶MgO∶TiO₂＝1∶1∶3配制成主粉体；

(2)然后将配制好的主粉体混合均匀，按照主粉体与酒精的质量比为1∶1向主粉体中加入酒精，采用湿磨法混合4小时，磨细后在120℃下烘干，以80目的筛网过筛，过筛后压制成块状，然后以5℃/min的升温速率将压制的块状原料由室温升至850℃并在此温度下保温4h，制成烧块；

(3)将上述制成的烧块粉碎，进行4小时的二次球磨，放入烘炉内烘干后加入重量百分比为3％的BaCu(B₂O₅)，配成粉料，按照粉料与酒精的体积比为1∶1向粉料中加入酒精，放入尼龙罐中球磨4小时后取出，放入烘炉内在120℃下烘干，造粒后压制成小圆片，于500℃排胶，随炉冷却后得到瓷料，再将瓷料在900℃下烧结2h即可得到低温烧结微波介质陶瓷材料。该材料的微波性能为：ε_r＝25.4，Q×f＝25700GHz，τ_f＝-5ppm/℃。

实施例15；

(1)首先将化学原料Li₂CO₃、MgO和TiO₂按摩尔比Li₂CO₃∶MgO∶TiO₂＝1∶1∶3配制成主粉体；

(2)然后将配制好的主粉体混合均匀，按照主粉体与酒精的质量比为1∶1向主粉体中加入酒精，采用湿磨法混合4小时，磨细后在130℃下烘干，以80目的筛网过筛，过筛后压制成块状，然后以5℃/min的升温速率将压制的块状原料由室温升至900℃并在此温度下保温4h，制成烧块；

(3)将上述制成的烧块粉碎，进行4小时的二次球磨，放入烘炉内烘干后加入重量百分比为0.5％的B₂O₃，配成粉料，按照粉料与酒精的体积比为1∶1向粉料中加入酒精，放入尼龙罐中球磨4小时后取出，放入烘炉内在130℃下烘干，造粒后压制成小圆片，于550℃排胶，随炉冷却后得到瓷料，再将瓷料在900℃下烧结2h即可得到低温烧结微波介质陶瓷材料。该材料的微波性能为：ε_r＝22.4，Q×f＝6600GHz，τ_f＝-2ppm/℃。

实施例16：

(1)首先将化学原料Li₂CO₃、MgO和TiO₂按摩尔比Li₂CO₃∶MgO∶TiO₂＝1∶1∶3配制成主粉体；

(2)然后将配制好的主粉体混合均匀，按照主粉体与酒精的质量比为1∶1向主粉体中加入酒精，采用湿磨法混合4小时，磨细后在130℃下烘干，以80目的筛网过筛，过筛后压制成块状，然后以5℃/min的升温速率将压制的块状原料由室温升至900℃并在此温度下保温4h，制成烧块；

(3)将上述制成的烧块粉碎，进行4小时的二次球磨，放入烘炉内烘干后加入重量百分比为1.0％的B₂O₃，配成粉料，按照粉料与酒精的体积比为1∶1向粉料中加入酒精，放入尼龙罐中球磨4小时后取出，放入烘炉内在130℃下烘干，造粒后压制成小圆片，于550℃排胶，随炉冷却后得到瓷料，再将瓷料在900℃下烧结2h即可得到低温烧结微波介质陶瓷材料。该材料的微波性能为：ε_r＝23.2，Q×f＝6800GHz，τ_f＝0ppm/℃。

实施例17：

(1)首先将化学原料Li₂CO₃、MgO和TiO₂按摩尔比Li₂CO₃∶MgO∶TiO₂＝1∶1∶3配制成主粉体；

(2)然后将配制好的主粉体混合均匀，按照主粉体与酒精的质量比为1∶1向主粉体中加入酒精，采用湿磨法混合4小时，磨细后在135℃下烘干，以80目的筛网过筛，过筛后压制成块状，然后以5℃/min的升温速率将压制的块状原料由室温升至900℃并在此温度下保温4h，制成烧块；

(3)将上述制成的烧块粉碎，进行4小时的二次球磨，放入烘炉内烘干后加入重量百分比为3.0％的B₂O₃，配成粉料，按照粉料与酒精的体积比为1∶1向粉料中加入酒精，放入尼龙罐中球磨4小时后取出，放入烘炉内在135℃下烘干，造粒后压制成小圆片，于550℃排胶，随炉冷却后得到瓷料，再将瓷料在900℃下烧结2h即可得到低温烧结微波介质陶瓷材料。该材料的微波性能为：ε_r＝24.1，Q×f＝13400GHz，τ_f＝0ppm/℃。

实施例18：

(1)首先将化学原料Li₂CO₃、MgO和TiO₂按摩尔比Li₂CO₃∶MgO∶TiO₂＝1∶1∶3配制成主粉体；

(2)然后将配制好的主粉体混合均匀，按照主粉体与酒精的质量比为1∶1向主粉体中加入酒精，采用湿磨法混合4小时，磨细后在140℃下烘干，以80目的筛网过筛，过筛后压制成块状，然后以5℃/min的升温速率将压制的块状原料由室温升至950℃并在此温度下保温4h，制成烧块；

(3)将上述制成的烧块粉碎，进行4小时的二次球磨，放入烘炉内烘干后加入重量百分比为0.5％的V₂O₅，配成粉料，按照粉料与酒精的体积比为1∶1向粉料中加入酒精，放入尼龙罐中球磨4小时后取出，放入烘炉内在140℃下烘干，造粒后压制成小圆片，于600℃排胶，随炉冷却后得到瓷料，再将瓷料在900℃下烧结2h即可得到低温烧结微波介质陶瓷材料。该材料的微波性能为：ε_r＝26.4，Q×f＝22200GHz，τ_f＝0ppm/℃。

实施例19：

(1)首先将化学原料Li₂CO₃、MgO和TiO₂按摩尔比Li₂CO₃∶MgO∶TiO₂＝1∶1∶3配制成主粉体；

(2)然后将配制好的主粉体混合均匀，按照主粉体与酒精的质量比为1∶1向主粉体中加入酒精，采用湿磨法混合4小时，磨细后在140℃下烘干，以80目的筛网过筛，过筛后压制成块状，然后以5℃/min的升温速率将压制的块状原料由室温升至950℃并在此温度下保温4h，制成烧块；

(3)将上述制成的烧块粉碎，进行4小时的二次球磨，放入烘炉内烘干后加入重量百分比为1.0％的V₂O₅，配成粉料，按照粉料与酒精的体积比为1∶1向粉料中加入酒精，放入尼龙罐中球磨4小时后取出，放入烘炉内在140℃下烘干，造粒后压制成小圆片，于600℃排胶，随炉冷却后得到瓷料，再将瓷料在900℃下烧结2h即可得到低温烧结微波介质陶瓷材料。该材料的微波性能为：ε_r＝26.6，Q×f＝14200GHz，τ_f＝2ppm/℃。

实施例20：

(1)首先将化学原料Li₂CO₃、MgO和TiO₂按摩尔比Li₂CO₃∶MgO∶TiO₂＝1∶1∶3配制成主粉体；

(2)然后将配制好的主粉体混合均匀，按照主粉体与酒精的质量比为1∶1向主粉体中加入酒精，采用湿磨法混合4小时，磨细后在120℃下烘干，以80目的筛网过筛，过筛后压制成块状，然后以5℃/min的升温速率将压制的块状原料由室温升至850℃并在此温度下保温4h，制成烧块；

(3)将上述制成的烧块粉碎，进行4小时的二次球磨，放入烘炉内烘干后加入重量百分比为3.0％的V₂O₅，配成粉料，按照粉料与酒精的体积比为1∶1向粉料中加入酒精，放入尼龙罐中球磨4小时后取出，放入烘炉内在120℃下烘干，造粒后压制成小圆片，于500℃排胶，随炉冷却后得到瓷料，再将瓷料在900℃下烧结2h即可得到低温烧结微波介质陶瓷材料。该材料的微波性能为：ε_r＝24.7，Q×f＝4600GHz，τ_f＝3ppm/℃。

需要指出的是，按照本发明的技术方案，上述实施例还可以举出许多，根据申请人大量的实验结果证明，在本发明的权利要求书所提出的范围，均可以达到本发明的目的。