[發明專利]一種超低介電常數微波介質陶瓷材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201810349610.0
• 申請日: 2018-04-18
• 公開（公告）號: CN108455979B
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 王哲飛;余磊;孫躍;羅嶸瀟;王旭紅;殷仕龍;胡秀麗
• 申請（專利權）人: 常熟理工學院
• 主分類號: H01B3/12
• 分類號: H01B3/12;C04B35/14
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 張俊范

1.一種超低介電常數微波介質陶瓷材料，其特征在于，由以下質量百分比組分原料燒結制成：熔融硅微粉占93～95％，納米石英粉占2～4％，CaF₂占0.5～2.5％，MnO₂占0.5～2.5％，所述超低介電常數微波介質陶瓷材料的主物相是晶態SiO₂。

2.根據權利要求1所述的超低介電常數微波介質陶瓷材料，其特征在于，所述超低介電常數微波介質陶瓷材料的介電常數為2.4～2.7，品質因數為21628～34451GHz，諧振頻率溫度系數為-5～7ppm/℃。

3.根據權利要求1所述的超低介電常數微波介質陶瓷材料，其特征在于，所述熔融硅微粉的純度大于99％，結晶度為0～5％，粒度為1～1.5μm，納米石英粉的純度大于99.9％，粒度為500～600nm。

4.根據權利要求1所述的超低介電常數微波介質陶瓷材料，其特征在于，所述CaF₂和MnO₂為分析純。

5.一種超低介電常數微波介質陶瓷材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：S1、研磨混合CaF₂和MnO₂粉體；S2、混合熔融硅微粉及納米石英粉并添加步驟S1獲得的CaF₂和MnO₂混合粉體再進行濕法球磨得到混合物；S3、烘干步驟S2獲得的混合物并造粒壓制成坯料，將坯料進行燒結得到陶瓷材料，各原料質量百分比為：熔融硅微粉占93～95％，納米石英粉占2～4％，CaF₂占0.5～2.5％，MnO₂占0.5～2.5％。

6.根據權利要求5所述的超低介電常數微波介質陶瓷材料的制備方法，其特征在于，所述步驟S1的研磨混合為在研缽中手工研磨，研磨時間20～30min，所述步驟S2混合熔融硅微粉及納米石英粉是采用干法臥式滾磨，滾磨時間9～12h。

7.根據權利要求5所述的超低介電常數微波介質陶瓷材料的制備方法，其特征在于，所述步驟S2是混合熔融硅微粉及納米石英粉后乙醇為介質進行濕法球磨1～2h，然后添加CaF₂和MnO₂粉體進行濕法球磨5～8h。

8.根據權利要求5所述的超低介電常數微波介質陶瓷材料的制備方法，其特征在于，所述步驟S3造粒是以烘干步驟S2獲得的混合物質量的1.5～3％添加粘結劑進行造粒，所述粘結劑為甲基纖維素或硬脂酸，占所述粘結劑總質量的40～60％的粘結劑與烘干步驟S2獲得的混合物混合，其余粘結劑在造粒過程中緩慢逐滴加入。

9.根據權利要求5所述的超低介電常數微波介質陶瓷材料的制備方法，其特征在于，所述步驟S3造粒后選擇150～400目的顆粒進行壓制成坯料。

10.根據權利要求5所述的超低介電常數微波介質陶瓷材料的制備方法，其特征在于，所述燒結時以3～4℃/min的升溫速度從室溫升至1020～1025℃，再以1～1.5℃/min的升溫速度升至1220～1320℃，保溫1～3h，保溫結束后隨爐冷卻。