[發(fā)明專利]一種低介電常數(shù)介質(zhì)陶瓷及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710948562.2
• 申請(qǐng)日: 2017-10-12
• 公開（公告）號(hào): CN107619275A
• 公開（公告）日: 2018-01-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 龔則明;黃云霞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京彼奧電子科技有限公司
• 主分類號(hào): C04B35/453
• 分類號(hào): C04B35/453;C04B35/63;C04B35/632;C04B35/634
• 代理公司: 南京禾易知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司32320
• 代理人: 仇波

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電子材料技術(shù)領(lǐng)域，一種低介電常數(shù)介質(zhì)陶瓷及其制備方法。

背景技術(shù)

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展日新月異，通信技術(shù)迅猛發(fā)展，移動(dòng)通訊、衛(wèi)星通訊和雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展成為現(xiàn)代通信技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。手機(jī)、汽車電話等移動(dòng)通信等已改變著我們的生活，精確制導(dǎo)雷達(dá)技術(shù)發(fā)展已經(jīng)成為軍事領(lǐng)域不可或缺的戰(zhàn)略裝備，所有這些都使得陶瓷介質(zhì)材料在民用和軍事方面的需求逐漸增多。性能優(yōu)良的微波介質(zhì)陶瓷材料需要滿足以下條件：(1)穩(wěn)定的介電常數(shù)，它是實(shí)現(xiàn)器件、設(shè)備批量化的關(guān)鍵；(2)接近于零的頻率溫度系數(shù)，對(duì)于介電常數(shù)較低的材料，-10ppm/℃＜ τf ＜ 10ppm/℃，它是保證器件、設(shè)備高穩(wěn)定性的重要因素；(3)低損耗，要求微波介質(zhì)材料具有高品質(zhì)因子，用Qf表示一般至少需要大于30000。

目前使用的一系列微波介質(zhì)材料，低介電常數(shù)類(εr ＜ 10) 材料，主要體系有鎂橄欖石和堇青石，其介電常數(shù)在6～7，它們的缺點(diǎn)是燒結(jié)溫度范圍很窄，燒結(jié)不易致密，機(jī)械強(qiáng)度和介電性能不好，生產(chǎn)過程不穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種低介電常數(shù)介質(zhì)陶瓷及其制備方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種低介電常數(shù)介質(zhì)陶瓷，該陶瓷包括（按質(zhì)量百分比計(jì)）

MgO，含量為X，X在10-30%之間；

ZnO，含量為Y，Y在40-60%之間；

SiO₂，含量為Z，Z在20-50%之間；

其中：X+Y+Z=100%；

添加劑，添加劑的含量為M，M在0.3-3wt%之間；

彌散劑；

粘結(jié)劑。

優(yōu)選的，MgO，含量為15%；

ZnO，含量為50%；

SiO₂，含量為35%；

添加劑，含量為1%；

彌散劑；

粘結(jié)劑。

優(yōu)選的，MgO，含量為20%；

ZnO，含量為45%；

SiO₂，含量為35%；

添加劑，含量為2%；

彌散劑；

粘結(jié)劑。

優(yōu)選的， MgO，含量為28%；

ZnO，含量為52%；

SiO₂，含量為20%；

添加劑，含量為3%；

彌散劑；

粘結(jié)劑。

優(yōu)選的，所述MgO、ZnO和SiO₂均為粉末狀，且MgO、ZnO和SiO₂的純度均不低于99.9%。

優(yōu)選的，所述添加劑為Al₂O₃和Nb₂O₅的混合物，Al₂O₃和Nb₂O₅均呈粉末狀。

優(yōu)選的，所述彌散劑為無(wú)水乙醇。

優(yōu)選的，所述粘結(jié)劑為聚乙烯醇溶液，且聚乙烯醇溶液的質(zhì)量濃度為5%。

一種低介電常數(shù)介質(zhì)陶瓷的制備方法，包括以下步驟

S1：定量稱取，按照上述的比例稱取定量的原始粉末；

S2：球磨：將MgO、ZnO、SiO₂和添加劑先依次加入到濕式球磨設(shè)備中，開啟設(shè)備后，再向其中多次加入彌散劑，彌散劑分三次加入，每次間隔1-3min，持續(xù)采用濕式球磨法混合球磨24小時(shí)；

S3：烘干：將S2步驟中的材料取出，并放置在烘箱中，設(shè)置烘箱的溫度在90-120℃之間，烘干10-35min，得到水分含量在1% 以下的干燥混合料；

S4：預(yù)燒：將S3步驟得到的干燥混合料置于1050-1150℃溫度的空氣氣氛中進(jìn)行預(yù)燒，預(yù)燒時(shí)間在2-6h；

S5：二次球磨及烘干：將預(yù)燒后的粉料進(jìn)行二次球磨和烘干，且二次球磨的時(shí)間在23-25h，烘干時(shí)間在8-15min；

S6：成型：向S5步驟得到的粉料中加入粘結(jié)劑，進(jìn)行造粒和過篩操作，完成后，將得到的粉料加入模腔中，施加壓力，干壓成型得到成型坯件；

S7：燒制：選用高溫鐘罩爐，設(shè)定設(shè)備溫度在1200-1320℃之間，并在空氣氣氛下燒結(jié)2-5h，即制得低介電常數(shù)微波介質(zhì)陶瓷材料。