[發明專利]一種玻璃陶瓷的制備方法及制備的超材料基板

有效

• 申請號: 201210097075.7
• 申請日: 2012-04-05
• 公開（公告）號: CN103359915A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 劉若鵬;季春霖;李雪
• 申請（專利權）人: 深圳光啟創新技術有限公司
• 主分類號: C03B19/02
• 分類號: C03B19/02;C03C10/16;C03C17/06
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技術領域

本發明涉及陶瓷材料領域，更具體地說，涉及一種玻璃陶瓷的制備方法及利用玻璃陶瓷制備的超材料基板。

背景技術

磷酸鹽玻璃陶瓷具有介電常數低、介質損耗小、熱膨脹系數小、耐高溫、導熱性能優良等優點，且其強度可以一直維持在700℃的高溫而不下降，是制備耐高溫基板的理想材料。

超材料是指一些具有天然材料所不具備的超常物理性質的人工復合結構或復合材料。通過在材料的關鍵物理尺度上的結構有序設計，可以突破某些表觀自然規律的限制，從而獲得超出自然界固有的普通性質的超常材料功能。超材料的性質和功能主要來自于其內部的結構而非構成它們的材料，因此為設計和合成超材料，人們進行了很多研究工作。2000年，加州大學的Smith等人指出周期性排列的金屬線和開環共振器(SRR)的復合結構可以實現介電常數ε和磁導率μ同時為負的雙負材料，也稱左手材料。超材料的應用領域非常廣泛，可用于平板衛星天線。目前，主要是通過在印刷電路板(PCB)上制作微結構，但是，PCB板的使用溫度較低，不能在高溫下使用，所以采用PCB基板作為超材料基板的超材料不能在高溫下使用。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，針對現有采用PCB基板作為超材料基板的超材料不能在高溫下使用的缺陷，提供一種玻璃陶瓷的制備方法，采用該方法制備的玻璃陶瓷具有介電常數低、介質損耗小、熱膨脹系數小、耐高溫、導熱性能優良等優點。

本發明還提供一種采用該玻璃陶瓷制備的超材料基板。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種玻璃陶瓷的制備方法，所述方法包括以下步驟：

a、將P₂O₅、SiO₂、Al₂O₃、CaF₂、Nd₂O₃混合制備成玻璃熔體；

b、將所述玻璃熔體澆注成型得到原始玻璃；

c、將所述原始玻璃進行核化和晶化處理得到玻璃陶瓷。

進一步地，基于P₂O₅、SiO₂、Al₂O₃、CaF₂、Nd₂O₃的總摩爾數，所述P₂O₅占40～50％、SiO₂占15～25％、Al₂O₃占10～25％、CaF₂占5～10％、Nd₂O₃占1％。

一種超材料基板，所述超材料基板包括玻璃陶瓷以及反射層，所述反射層位于所述玻璃陶瓷的表面。

進一步地，所述反射層材料為金屬。

進一步地，所述金屬包括銅、銀以及鋁。

進一步地，所述反射層是通過在所述玻璃陶瓷表面燒滲一層金屬漿而成。

本發明一種玻璃陶瓷的制備方法，采用該方法制備的玻璃陶瓷具有介電常數低、介質損耗小、熱膨脹系數小、耐高溫、導熱性能優良等優點，并將玻璃陶瓷制備超材料基板，使得超材料基板能夠在高溫下使用。

附圖說明

圖1是本發明一種玻璃陶瓷制備方法的工藝流程圖。

具體實施方式

如圖1所示，為本發明一種玻璃陶瓷制備方法的工藝流程圖。基于P₂O₅、SiO₂、Al₂O₃、CaF₂、Nd₂O₃的總摩爾數，按照以下配方：P₂O₅?40～50％、SiO₂?15～25％、Al₂O₃?10～25％、CaF₂?5～10％、Nd₂O₃?1％進行混合，加入乙醇進行球磨，烘干，并放入剛玉坩堝，在高溫電爐中加熱至1400～1600℃，并保溫兩小時，使玻璃熔體澄清均化；降低爐溫至1200℃，將玻璃熔體澆注在鐵模上成型；將成型后的玻璃迅速放入馬弗爐內保溫兩小時，然后隨爐冷卻至室溫，得到透明的原始玻璃；將原始玻璃在燒結爐內進行核化和晶化處理：490℃核化1～3h，550℃晶化3h，得到透明的磷酸鹽玻璃陶瓷。