[發明專利]一種制備中溫微波介電陶瓷材料的方法

有效

• 申請號: 201410017589.6
• 申請日: 2014-01-15
• 公開（公告）號: CN103755321A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 邢孟江
• 申請（專利權）人: 云南銀峰新材料有限公司
• 主分類號: C04B33/13
• 分類號: C04B33/13
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明使用固相合成法制備中溫微波介電陶瓷材料，屬于中溫微波介電材料領域內生瓷粉制備技術。

背景技術

高嶺土是高嶺石族礦物的統稱，它是有四種亞族礦物（高嶺石、地開石、珍珠石、埃洛石）組成，是一種重要的非金屬礦產資源，具有雙層二八面體結構，表面具有弱酸性，質純的高嶺土具有白度和亮度，具有良好的可塑性和高的粘結性，優良的電絕緣性，良好的抗酸溶性，強的離子吸附性和離子交換性，以及良好的燒結性和較高的耐火度等性能。天然高嶺土晶體的一次粒子主要由小于2μm的微小片狀、管狀、疊片狀等高嶺石族礦物組成。高嶺土的化學成分中含有大量的Al₂O₃、SiO₂和少量的Fe₂O₃、TiO₂以及微量的K₂O、Na₂O、CaO和MgO等。但是目前我國對高嶺土的應用開發大多數以日常用品、化工為主，主要應用于傳統陶瓷、造紙、填料、涂料、油漆、精細化工等領域。

隨著電子信息產業的迅猛發展，大多數廠商也已經開發能夠滿足產品的材料，但大部分微波介電材料還是以化工原料為原材料，通過高溫固相反應合成，隨著未來電子元件的模塊化以及電子終端產品的過剩，價格成本的競爭必定會更加激烈，昂貴的原料價格導致了過高的制備成本，限制了產品的銷售市場。因此，尋找一種低成本，制備工藝簡單的材料成為微波介電陶瓷材料的關鍵技術。高嶺土是一種資源豐富的粘土礦物資源且價格低廉，我國是世界上最主要的高嶺土生產國，產量占世界總產量的78%。目前我國的高嶺土礦點有700多處，對200處礦點探明儲量為30億噸。

發明內容

?本發明提供一種利用天然高嶺土制備微波介電陶瓷材料的方法，目的是為了通過引入改性劑使天然高嶺土的燒結溫度降低100～200℃，且具有良好穩定的微波介電性能，從而提高天然高嶺土的利用價值，降低微波介電材料的生產成本。本發明所要解決的技術問題是通過以下技術方案來實現的。

????一種制備中溫微波介電陶瓷材料的方法，其包括，

S1將高嶺土水洗、去雜質、干燥得到重量百分比40～50%SiO_2、35～45%的Al₂O₃、1～2%的B₂O_3、0.5～1.5%的K₂O、0～0.3%的Fe₂O_3、0～0.3%的CaO、0～0.3%的MgO的高嶺土粉末；

S2?取重量百分比87～93.5%的所述高嶺土粉末，3~5%的MgO、1~3%CaO、0.5~1%的ZnO、2~3.5%的B₂O₃、0~0.5%的SnO₂加入球磨罐，用行星式球磨機球磨12～16小時混勻磨細，其中MgO、CaO、ZnO、B₂O₃、SnO₂組成改性劑。

????在上述技術方案的基礎上，球磨機轉速為200～300rpm，磨球為氧化鋯球，球磨介質為無水乙醇，磨球：物料：無水乙醇質量比為2~4:1:1~1.2。

???在上述技術方案的基礎上，還包括步驟S3，加入3~5wt%濃度為10~15wt%的高分子粘結劑，并球磨1~2小時，混合均勻。

???在上述技術方案的基礎上，還包括步驟S4將步驟S3球磨均勻后的混合物造粒，過100目篩，在16~17Mpa壓片成型。

???在上述技術方案的基礎上，還包括步驟S5：經步驟S4成型后的圓片按2~3℃/每分鐘升到500℃保溫1~2小時排膠、以3~4℃/每分鐘升到900℃，再以1~2℃/每分鐘升到1200～1250℃保溫30～60分鐘燒結。

????本發明還提供一種用于制備中溫微波介電陶瓷材料的改性劑，所述改性劑包括：38～47%重量百分比的MgO，15～23%重量百分比的CaO，5～8%重量百分比的ZnO，27～30%重量百分比的B2O₃，0～4%重量百分比的SnO₂。

在上述技術方案的基礎上，所添加的高分子粘結劑為聚乙烯醇縮丁醛或聚乙烯醇的乙醇溶液，濃度為10~15wt%。

與現有技術相比，本發明的優點及特點如下：