[发明专利]一种陶瓷复合材料及加工部件的方法

说明书

【技术领域】

本发明涉材料领域，尤其涉及一种陶瓷复合材料及加工部件的方法。

【背景技术】

近年来，随着移动通信、卫星通信、全球卫星定位系统(GPS)、蓝牙技术以及无线局域网(WLAN)等现代通信技术的飞速发展，微波技术也向着更高频率，即向着毫米波和亚毫米波的方向发展。低介电常数微波介质陶瓷材料的研究已越来越受关注。此类材料可广泛应用于卫星通讯，导弹遥控和全球卫星定位系统(GPS)天线，通讯设备等，这些应用领域既要求陶瓷具有较低的介电损耗、较小的介电常数，还要有较好的物理和化学性能；如3G通信基站电调天线用的陶瓷基板，应具备相对介电常数εr为9.6～9.8，tan δ＜4×10^-4，同时应具有高的机械强度和化学稳定性，使之接收信号强，达到高接收灵敏度的效果。

低介电低损耗微波介质陶瓷材料主要有Al₂O₃系、SiO₂系、Si₃N₄系、AlN系、玻璃/陶瓷系等，目前，制备这些陶瓷基本是利用其低K特性，添加烧结助剂，实现陶瓷的低温烧结。

一般采用的氧化铝陶瓷虽然具有介电损耗小、烧结强度好等性质，但由于氧化铝烧结温度高、介电常数也比较高(9～10左右)，限制了其进一步的应用。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题是：为了降低氧化铝陶瓷的烧结温度和介电常数，提供一种加入玻璃粉的复合陶瓷材料及利用该复合陶瓷材料加工部件的方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种陶瓷复合材料，所述陶瓷复合材料按重量百分比包括70％～95％的氧化铝和5％～30％的玻璃粉。

所述玻璃粉为NaF-ZnO-P₂O₅-B₂O₃体系，其摩尔百分比为20％～25％∶35％～45％∶20％～40％∶5％～10％。

一种陶瓷复合材料加工部件的方法，包括以下步骤：

a、将玻璃粉的组分按预设摩尔百分比称量混合后，湿磨、烘干并加热至1300℃～1500℃熔融，形成玻璃熔体保温2～3小时；

b、将玻璃熔体用水淬法急冷后，湿磨并干燥，过150～250目筛获得玻璃粉；

c、将5wt％～30wt％玻璃粉和70wt％～95wt％的氧化铝粉混合形成混合粉料；

d、将混合粉料在80～120MPa的压力下干压成型并烧结得到所需的加工部件。

所述的混合粉料在干压成型前还加入粘结剂进行湿磨，并干燥后过40～80目筛造粒。

进一步改进，具体烧结方式为：以1℃/min的速率缓慢升温至500℃，并保温1小时，确保粘结剂彻底排除干净，之后以10℃/min升温至最高烧结温度1100℃～1300℃，并保温2～4小时，然后以20℃/min的速率降温至400℃，最后随炉冷却至室温获得所需产品。

所述玻璃粉为NaF-ZnO-P₂O₅-B₂O₃体系，其摩尔百分比为20％～25％∶35％～45％∶20％～40％∶5％～10％。

本发明的有益效果为：在氧化铝陶瓷粉中加入一定量的玻璃粉烧结制备的材料不仅可以降低氧化铝的烧结温度，还可以降低其材料的介电损耗(可以降低到8左右)和损耗(损耗正切角为0.0003左右)，这种复合材料可以广泛应用于陶瓷谐振器支撑架、电路基板、超材料基板等。

【具体实施方式】

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一种陶瓷复合材料，所述陶瓷复合材料按重量百分比包括70％～95％的氧化铝和5％～30％的玻璃粉，该玻璃粉为NaF-ZnO-P₂O₅-B₂O₃体系，其摩尔百分比为20％～25％∶35％～45％∶20％～40％∶5％～10％。

在氧化铝陶瓷粉中加入一定量的玻璃粉烧结制备的材料不仅可以降低氧化铝的烧结温度，还可以降低其材料的介电损耗(可以降低到8左右)和损耗(损耗正切角为0.0003左右)，这种复合材料可以广泛应用于天线基板、陶瓷谐振器支撑架、电路基板、超材料基板等。利用陶瓷复合材料加工部件的方法

实施例一