[发明专利]中介电常数低温烧结微波介质陶瓷材料及其制备方法

权利要求书

1.一种中介电常数低温烧结微波介质陶瓷材料，其特征在于，该陶瓷材料的原料配方组分包括：主相陶瓷材料Ba_5-xNb₄ O_15-x和其烧结助剂A，其中0＜x≤1.5；烧结助剂A占Ba_5-xNb₄O_15-x质量分数的1~15wt%；烧结助剂A为ZBS玻璃、CuO中的一种或多种以及aRO-bAl₂O₃-cB₂O₃-dSiO₂复合物，或者仅为aRO-bAl₂O₃-cB₂O₃-dSiO₂复合物，其中R为Ba或Ca中的至少一种，所述烧结助剂aRO-bAl₂O₃-cB₂O₃-dSiO₂复合物，其中a：5%~40%，b：5%~40%，c：10%~80%，d：5%~60%，且a、b、c、d之和为100%，所述烧结助剂ZBS玻璃包含以下重量百分比的组分：5-30％的SiO₂，10-60%的B₂O₃，30-80%的ZnO，且各组分的总和为100%。

2.根据权利要求1所述的一种中介电常数低温烧结微波介质陶瓷材料，其特征在于，所述烧结助剂aRO-bAl₂O₃-cB₂O₃-dSiO₂复合物为煅烧粉或玻璃粉。

3.根据权利要求1所述的一种中介电常数低温烧结微波介质陶瓷材料，其特征在于，所述烧结助剂A占Ba_5-xNb₄O_15-x质量分数的1%~10%。

4.根据权利要求1~3任一所述的一种中介电常数低温烧结微波介质陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）主相陶瓷材料Ba_5-xNb₄O_15-x合成；

按Ba_5-xNb₄O_15-x化学计量配比称量原材料BaCO₃、Nb₂O₅进行混合，无水乙醇作为溶剂，混合料与无水乙醇的质量比为1:1~3，球磨混料17~45h后于80℃下烘干，将烘干后的混合料过40目筛网，装入氧化铝坩埚于950~1050℃下煅烧1.5~3.5h合成主相粉料，研磨并过40目筛网后作为陶瓷基料备用；

2）烧结助剂aRO-bAl₂O₃-cB₂O₃-dSiO₂复合物的合成：

玻璃粉合成方法：将原材料BaCO₃、CaCO₃、Al₂O₃、H₃BO₃、SiO₂按配比进行混合，无水乙醇作为溶剂，混合料与无水乙醇的质量比为1:1~3，球磨混料24h后于80℃下烘干，将烘干后的混合料过40目筛网，装入刚玉坩埚于1300 ~ 1600℃下保温1.5~3.5h后，倒入水中淬冷，再将碎玻璃渣放入球磨罐中进行破碎，以无水乙醇为介质进行球磨24h后于80℃下烘干，将烘干后的混合料过80目筛网备用；

煅烧粉合成方法：将原材料BaCO₃、CaCO₃、Al₂O₃、H₃BO₃、SiO₂按配比进行混合，无水乙醇作为溶剂，混合料与无水乙醇的质量比为1:1~3，球磨混料24h后于80℃下烘干，将烘干后的混合料过40目筛网，装入氧化铝坩埚于550~750℃下煅烧1.5~3.5h后，研磨并过40目筛网作为助剂备用；

3）烧结助剂ZBS玻璃的合成：

将原材料SiO₂、H₃BO₃、ZnO按配比进行混合，无水乙醇作为溶剂，混合料与无水乙醇的质量比为1:1~3，球磨混料24h后于80℃下烘干，将烘干后的混合料过40目筛网，装入铂金坩埚，在1100℃下保温2h后，将澄清的玻璃液快速倒入去离子水中，得倒入水中淬冷，再将碎玻璃渣放入球磨罐中进行破碎，以无水乙醇为介质进行球磨24h后于80℃下烘干，将烘干后的混合料过80目筛网备用；

4）按要求将制备好的Ba_5-xNb₄O_15-x陶瓷基料和aRO-bAl₂O₃-cB₂O₃-dSiO₂复合物、ZBS玻璃和CuO中的至少一种，以ZrO₂球为磨介，按混合料与无水乙醇的重量比为1:1~2加入无水乙醇，采用湿法混料16~24h后于80℃下烘干，加入5~8wt%聚乙烯醇（PVA）粘合剂造粒，在80~120MPa下压制成直径15mm，厚度9mm的圆块，在空气气氛中于890~960℃下烧结1~3h，即得到所述中介电常数低温烧结微波介质陶瓷材料。