[發(fā)明專利]一種具有可調(diào)控負(fù)介電常數(shù)的氧化鋁陶瓷浸漬蔗糖材料及其制備方法

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• 申請(qǐng)日: 2019-11-18
• 公開（公告）號(hào): CN110746179A
• 公開（公告）日: 2020-02-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程傳兵;孫曉;沈建興
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 齊魯工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C04B35/10
• 分類號(hào): C04B35/10;C04B35/622;C04B35/626;C04B35/64;C04B41/85
• 代理公司: 暫無信息
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本專利涉及一種可調(diào)控介電常數(shù)氧化鋁陶瓷浸漬蔗糖的制備方法，該材料的組成主要包括基體相的氧化鋁陶瓷和導(dǎo)電相的蔗糖裂解碳，通過調(diào)節(jié)不同的浸漬次數(shù)來調(diào)整體系中導(dǎo)電相的含量。該材料的成分組成可用化學(xué)式xC/(1?x)Al₂O₃表示，所制備方法包括以下步驟：(1)多孔氧化鋁陶瓷的制備（配料、球磨、成型、燒結(jié)）；(2)浸漬蔗糖；(3)還原得到相應(yīng)的碳含量。本發(fā)明通過在氧化鋁陶瓷基體中浸漬蔗糖還原裂解碳作為導(dǎo)電相，從而能得到既具有陶瓷材料高強(qiáng)度硬度的優(yōu)異性能，又具有導(dǎo)電性，在一定外加磁場的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)負(fù)介電常數(shù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及負(fù)參數(shù)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及作為裂解碳材料來源的蔗糖。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)材料的電磁參數(shù)絕大多數(shù)為正值，自然界中只有少數(shù)的材料具有負(fù)參數(shù)，但隨著人們對(duì)材料范疇的不斷探索和研究，發(fā)現(xiàn)通過調(diào)控材料的微觀結(jié)構(gòu)和配比能得到可以調(diào)控的負(fù)介電常數(shù)材料，我們稱這種具有負(fù)參數(shù)的材料叫做超材料。

傳統(tǒng)材料的電磁參數(shù)絕大多數(shù)為正值，自然界中只有少數(shù)的材料具有負(fù)參數(shù)，但隨著人們對(duì)材料范疇的不斷探索和研究，發(fā)現(xiàn)通過調(diào)控材料的微觀結(jié)構(gòu)和配比能得到可以調(diào)控的負(fù)介電常數(shù)材料，我們稱這種具有負(fù)參數(shù)的材料叫做超材料。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決目前金屬超材料不易調(diào)控負(fù)介電常數(shù)的問題，本發(fā)明選擇了蔗糖作為功能材料，當(dāng)碳材料在一定溫度下裂解不定性碳膜，可以均勻的附著在陶瓷顆粒表面，制備出具有易調(diào)控的負(fù)介電常數(shù)超材料。

為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

本發(fā)明設(shè)計(jì)一種C/Al₂O₃超材料的制備方法，該陶瓷的成分組成可用化學(xué)式表示為：xC/Al₂O₃，其主要的制備原料包括活性炭、氧化鋁粉、二氧化鈦和蔗糖。其特征在于，所制備方法包括以下步驟：

(1) 按照質(zhì)量配比為18 wt%的活性炭，3 wt%TiO₂（燒結(jié)助劑）和對(duì)應(yīng)量的Al₂O₃稱量，以無水乙醇為分散介質(zhì)，置于球磨罐中于200r/min下球磨6h。干燥得到混合均勻的粉體，加入適量的PVA作為粘結(jié)劑對(duì)制得粉體進(jìn)行研磨，造粒后干燥過篩模壓成φ=19mm，t=2mm 的陶瓷片，得到的生坯置于馬弗爐中燒結(jié)。

(2) 配制一定濃度的的蔗糖生長液，將步驟(1)中的陶瓷片分為四個(gè)組分，得到相同組分的C/Al₂O₃裂解碳陶瓷樣品。

(3) 還原處理，將得到不同組分的樣品置于真空管式爐中分別于600^oC、750^oC、900^oC、1050^oC下還原2h。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的C/Al₂O₃陶瓷的制備方法，其特征在于：制備方法中包含球磨并干燥；步驟(1)中陶瓷片于600℃下馬弗爐中燒結(jié)6小時(shí)，燒結(jié)溫度曲線為：

室溫—^120min—600^oC—^360min—600^oC—^120min—室溫

步驟(3)中陶瓷片于600^oC、750^oC、900^oC、1050^oC下真空管式爐中燒結(jié)2小時(shí)，在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)氣氛下燒結(jié)溫度曲線為：

室溫—^120min—600^oC—^120min—600^oC—^120min—室溫