[發(fā)明專利]一種陶瓷復(fù)合材料及加工部件的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210092984.1
• 申請日: 2012-03-31
• 公開（公告）號: CN103360035A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉若鵬;季春霖;李雪;周斌揚;林云燕
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳光啟創(chuàng)新技術(shù)有限公司
• 主分類號: C04B35/10
• 分類號: C04B35/10;C04B35/622;C03C12/00
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【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉材料領(lǐng)域，尤其涉及一種陶瓷復(fù)合材料及加工部件的方法。

【背景技術(shù)】

近年來，隨著移動通信、衛(wèi)星通信、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)、藍(lán)牙技術(shù)以及無線局域網(wǎng)(WLAN)等現(xiàn)代通信技術(shù)的飛速發(fā)展，微波技術(shù)也向著更高頻率，即向著毫米波和亞毫米波的方向發(fā)展。低介電常數(shù)微波介質(zhì)陶瓷材料的研究已越來越受關(guān)注。此類材料可廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星通訊，導(dǎo)彈遙控和全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)天線，通訊設(shè)備等，這些應(yīng)用領(lǐng)域既要求陶瓷具有較低的介電損耗、較小的介電常數(shù)，還要有較好的物理和化學(xué)性能；如3G通信基站電調(diào)天線用的陶瓷基板，應(yīng)具備相對介電常數(shù)εr為9.6～9.8，tan?δ＜4×10^-4，同時應(yīng)具有高的機(jī)械強(qiáng)度和化學(xué)穩(wěn)定性，使之接收信號強(qiáng)，達(dá)到高接收靈敏度的效果。

低介電低損耗微波介質(zhì)陶瓷材料主要有Al₂O₃系、SiO₂系、Si₃N₄系、AlN系、玻璃/陶瓷系等，目前，制備這些陶瓷基本是利用其低K特性，添加燒結(jié)助劑，實現(xiàn)陶瓷的低溫?zé)Y(jié)。

一般采用的氧化鋁陶瓷雖然具有介電損耗小、燒結(jié)強(qiáng)度好等性質(zhì)，但由于氧化鋁燒結(jié)溫度高、介電常數(shù)也比較高(9～10左右)，限制了其進(jìn)一步的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：為了降低氧化鋁陶瓷的燒結(jié)溫度和介電常數(shù)，提供一種加入玻璃粉的復(fù)合陶瓷材料及利用該復(fù)合陶瓷材料加工部件的方法。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種陶瓷復(fù)合材料，所述陶瓷復(fù)合材料按重量百分比包括70％～95％的氧化鋁和5％～30％的玻璃粉。

所述玻璃粉為NaF-ZnO-P₂O₅-B₂O₃體系，其摩爾百分比為20％～25％∶35％～45％∶20％～40％∶5％～10％。

一種陶瓷復(fù)合材料加工部件的方法，包括以下步驟：

a、將玻璃粉的組分按預(yù)設(shè)摩爾百分比稱量混合后，濕磨、烘干并加熱至1300℃～1500℃熔融，形成玻璃熔體保溫2～3小時；

b、將玻璃熔體用水淬法急冷后，濕磨并干燥，過150～250目篩獲得玻璃粉；

c、將5wt％～30wt％玻璃粉和70wt％～95wt％的氧化鋁粉混合形成混合粉料；

d、將混合粉料在80～120MPa的壓力下干壓成型并燒結(jié)得到所需的加工部件。

所述的混合粉料在干壓成型前還加入粘結(jié)劑進(jìn)行濕磨，并干燥后過40～80目篩造粒。

進(jìn)一步改進(jìn)，具體燒結(jié)方式為：以1℃/min的速率緩慢升溫至500℃，并保溫1小時，確保粘結(jié)劑徹底排除干凈，之后以10℃/min升溫至最高燒結(jié)溫度1100℃～1300℃，并保溫2～4小時，然后以20℃/min的速率降溫至400℃，最后隨爐冷卻至室溫獲得所需產(chǎn)品。

所述玻璃粉為NaF-ZnO-P₂O₅-B₂O₃體系，其摩爾百分比為20％～25％∶35％～45％∶20％～40％∶5％～10％。

本發(fā)明的有益效果為：在氧化鋁陶瓷粉中加入一定量的玻璃粉燒結(jié)制備的材料不僅可以降低氧化鋁的燒結(jié)溫度，還可以降低其材料的介電損耗(可以降低到8左右)和損耗(損耗正切角為0.0003左右)，這種復(fù)合材料可以廣泛應(yīng)用于陶瓷諧振器支撐架、電路基板、超材料基板等。

【具體實施方式】

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

一種陶瓷復(fù)合材料，所述陶瓷復(fù)合材料按重量百分比包括70％～95％的氧化鋁和5％～30％的玻璃粉，該玻璃粉為NaF-ZnO-P₂O₅-B₂O₃體系，其摩爾百分比為20％～25％∶35％～45％∶20％～40％∶5％～10％。

在氧化鋁陶瓷粉中加入一定量的玻璃粉燒結(jié)制備的材料不僅可以降低氧化鋁的燒結(jié)溫度，還可以降低其材料的介電損耗(可以降低到8左右)和損耗(損耗正切角為0.0003左右)，這種復(fù)合材料可以廣泛應(yīng)用于天線基板、陶瓷諧振器支撐架、電路基板、超材料基板等。利用陶瓷復(fù)合材料加工部件的方法

實施例一