[發明專利]一種高強度鈣鎂鈦系微波介質陶瓷材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202011146843.4
• 申請日: 2020-10-23
• 公開（公告）號: CN112194483B
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發明（設計）人: 張軍志;楊和成;羅超
• 申請（專利權）人: 廈門松元電子股份有限公司
• 主分類號: C04B35/465
• 分類號: C04B35/465;C04B35/622;C04B35/638
• 代理公司: 廈門智慧呈睿知識產權代理事務所(普通合伙) 35222
• 代理人: 郭福利

1.一種高強度鈣鎂鈦系微波介質陶瓷材料，包括主材和改性添加物，其特征在于：所述主材包括稀土氧化物Ln_aO_b摻雜的Mg_2-3xCa_xTiO_4-2x，以及MgSiO₃，其中Ln為La、Y、Ce、Sm、Pr、Dy、Ho、Er或者Nd；所述主材的化學式為Mg_2-3xCa_xTiO_4-2x(zLn_aO_b)·yMgSiO₃，其中0.1≤x≤0.60，0y≤0.20，0.005≤z≤0.01；所述改性添加物選自ZnO、MnCO₃、Sb₂O₃、SiO₂和MnO₂中的一種或一種以上混合物；所述主材在所述微波介質陶瓷材料中所占的質量分數為99.5～99.9wt％；所述改性添加物在所述微波介質陶瓷材料中所占的質量分數為0.1～0.5wt％。

2.根據權利要求1所述的微波介質陶瓷材料，其特征在于，各個所述改性添加物在所述微波介質陶瓷材料中所占的質量分數范圍是：ZnO為0～0.1％，MnCO₃為0～0.4％，Sb₂O₃為0～0.1％，SiO₂為0～0.2％，MnO₂為0～0.3％。

3.一種如權利要求1～2任意一項所述的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，合成Mg_2-3xCa_xTiO_4-2x(zLn_aO_b)：將所述Ln_aO_b、Mg(OH)₂、CaCO₃和TiO₂按配比置于球磨機中，加水混合均勻，進行濕法球磨，再在空氣氣氛中1100℃～1300℃的溫度范圍煅燒2～4小時，得到稀土Ln_aO_b改性的Mg_2-3xCa_xTiO_4-2x，化學式為Mg_2-3xCa_xTiO_4-2x(zLn_aO_b)；

S2，合成MgSiO₃：將Mg(OH)₂及SiO₂按1：(0.9～1.1)的摩爾比配置于球磨機中，加水混合均勻，進行濕法球磨，再在空氣氣氛中1150℃～1250℃的溫度范圍煅燒1～2小時，得到MgSiO₃；

S3，將步驟S1獲得的稀土Ln_aO_b改性的Mg_2-3xCa_xTiO_4-2x、步驟S2獲得的MgSiO₃以及所述改性添加物按配方要求一并置于球磨機中，加水進行濕法球磨，然后把球磨好的物料進行干燥，獲得粉末態的所述微波介質陶瓷材料。

4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，步驟S3中，通過控制球磨強度和球磨時間來控制球磨后的物料粒徑為0.5-1.0um。

5.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，還包括以下步驟：

S4，粉末態的所述微波介質陶瓷材料中加入粘合劑、增塑劑、分散劑，球磨1～2小時，獲得漿料，干燥后獲得粉料，將粉料壓制成生坯；

S5，排膠：將生坯置于加熱裝置中，升溫至500℃～650℃，保溫16～32小時，得到坯體；

S6，燒結：排膠后的坯體，在空氣氣氛中，升溫至1300～1380℃并保溫3～5小時；

S7，退火：坯體燒結后，在950℃～1050℃范圍內，保溫1～2小時，得到成型的微波介質陶瓷材料。