[发明专利]一种介质陶瓷材料的制备方法

说明书

一种介质陶瓷材料的制备方法，涉及陶瓷材料领域。包括如下步骤：步骤S1：按照重量百分比称取原料：氧化锌38～45％、三氧化二铝48～56％、二氧化钛6～12％、氧化锰0.1～1％；步骤S2：将称取后的粉料进行一次处理后得到一次粉料，所述一次处理过程包括一次混料、压滤、烘干、预烧处理；步骤S3：将所述一次粉料进行二次处理后得到二次粉料，所述二次处理过程包括二次混料、造粒处理；步骤S4：将所述二次粉料进行成型处理得到胚件；将所述胚件进行排塑处理后，再对所述胚件送至烧结炉进行烧结处理，烧结温度为1260～1300℃，烧结时间为2～4h，最后得到介质陶瓷材料。本发明的介质陶瓷材料具有较高的Qf，并且拥有近0的温度系数，烧结温度低。

技术领域

本发明涉及陶瓷材料领域，尤其涉及一种介质陶瓷材料的制备方法。

背景技术

介质陶瓷材料是近年来迅速发展起来的一类新型功能陶瓷材料，具有低微波损耗、高介电常数及介电常数温度系数τ_f稳定等特点。在微波频段电路中作为介质材料使用，是包括介质谐振器、滤波器、振荡器、双工器、天线、介质基板等在内的新型微波电路和器件的核心基础材料，广泛应用于现代微波通信和卫星导航系统和设备。介质谐振器工作在狭窄频段时具有谐振性质，是一种电磁元件，它一般由介电常数较高和损耗低的陶瓷圆柱组成，介质谐振器和传统的金属波导谐振器相比具有尺寸小、损耗低和器件稳定等优势。现有的介电常数中等的介质陶瓷材料，主要以CaTiO3-NdAlO3体系为主，一方面Nd2O3原料的价格较为昂贵，限制了其应用。另一方面，其介电常数为43～48，难以应用至中介电常数为39～42的场合。且现有的中介电常数的介质陶瓷材料，品质因数Q_f通常只能达到40000GHz左右，难以满足需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有中介电常数高Qf的介质陶瓷材料，此介质陶瓷材料的介电损耗低、微波性能优良、烧结温度低，且能够获得需要的介电参数和趋近于零的温度系数。本发明采用以下技术方案：

一种介质陶瓷材料的制备方法，包括如下步骤：

步骤S1：按照重量百分比称取原料：氧化锌38～45％、三氧化二铝48～56％、二氧化钛6～12％、氧化锰0.1～1％；

步骤S2：将称取后的粉料进行一次处理后得到一次粉料，所述一次处理过程包括一次混料、压滤、烘干、预烧处理；

步骤S3：将所述一次粉料进行二次处理后得到二次粉料，所述二次处理过程包括二次混料、造粒处理；

步骤S4：将所述二次粉料进行成型处理得到胚件；将所述胚件进行排塑处理后，再对所述胚件送至烧结炉进行烧结处理，烧结温度为1260～1300℃，烧结时间为2～4h，升温速度小于2.5℃/min，最后得到介质陶瓷材料。

具体的，在步骤S2中，所述一次混料的过程为：使用球磨机加入去离子水，所述去离子水的重量为所述粉料重量的80～90％，通过球磨机将所述粉料磨成粒径为0.6～3um的浆料。

具体的，在步骤S2中，所述压滤以及烘干的过程为：将经过一次混料后的粉料用压滤机过滤脱水，然后将过滤脱水后浆料烘干，并破碎成粉末粒度直径小于0.2mm的粉料。

具体的，在步骤S3中，所述二次混料的过程为：使用球磨机加入去离子水，所述去离子水的重量为所述一次粉料重量的50～80％，通过球磨机将所述粉料磨成粒径为1～3um的浆料，然后将所述料浆置于砂磨机内磨成粒径为0.3～1um的浆料。

具体的，造粒的过程为：在经过二次混料后的粉料中加入粘合剂并进行搅拌，将搅拌后的粉料通过喷雾塔内进行干燥，所述喷雾塔的进口温度控制在250～300℃，出口温度控制在90℃～120℃。

具体的，粘合剂中各组分的质量分数为：聚乙烯醇10％、蒸馏水90％。

具体的，粘合剂的质量为原料量重量的13％。