[发明专利]一种表面喷涂纳米BN型H3

说明书

本发明公开了一种表面喷涂纳米BN型H₃BO₃/PPO复合微波介质陶瓷及其制备方法，先按照一定质量比称量PPO和H₃BO₃后，将PPO、H₃BO₃粉体与无水乙醇、锆球按照预设的质量比放置于球磨机中湿法球磨，制备出浆料；将所得浆料烘干，并通过网筛将混合粉体与锆球分离，从而得到H₃BO₃/PPO粉体；在H₃BO₃/PPO混合粉体中喷涂纳米BN，将喷涂纳米BN的H₃BO₃/PPO粉体放置于模具中压制成型后，将得到的圆柱体制品放入热处理设备中致密化烧结，得到具有近室温致密化温度、防潮解、导热的表面喷涂纳米BN型H₃BO₃/PPO复合微波介质陶瓷。在(0.6H₃BO₃‑0.4PPO)+2%BN含量中获得最佳的微波介电性能：ε_r=2.51，Q׃=12556 GHz，τ_ƒ=‑3 ppm/℃，并获得导热系数~1.21 w/(m·k)，所得复合微波介质陶瓷有效的提高了近室温致密化硼酸陶瓷的防潮性能、导热效能和微波介电特性。

技术领域

本发明涉及微波介质/聚合物陶瓷复合材料技术领域，具体涉及一种表面喷涂纳米BN型H₃BO₃/PPO复合微波介质陶瓷及其制备方法。

背景技术

微波介质陶瓷广泛应用于全球卫星定位、微波通信、导航系统等现代通信技术中，具有大规模的工业应用前景。特别是随着5G的持续普及和6G时代的即将到来，要求无线设备具有更小的延迟、更快的数据传输速度和毫米波通讯。面对这些新挑战，为了实现设备的高稳定性和高兼容性，需要获得更高的Q×f值，无限接近零的τƒ值、更低的εr和良好的热导率。此外，为降低工业生产能耗，较低的致密化成瓷温度也是工业上所急需的。

当前报道的某些H3BO3聚合物陶瓷通过低温烧结和脱水得到具有良好微波介电性能，其τƒ ~ -43 ±3 ppm/°C，Q ׃ ~ 32,700 ±300 GHz和εr~5.95，并制备了用于5G的有机复合陶瓷应用技术，为 5G 技术的发展提供了合适的解决方案。此外，采用简单的室温冷烧结工艺制备的H3BO3复合陶瓷与室温下干压制品相比，它具有更均匀的微观结构、更高的相对密度和优异的微波介电性能。但不足之处则是，当把这些H3BO3基陶瓷暴露于空气中时，复合材料的微波介电性能受到显著影响，尤其是Q × ƒ 值受到吸潮影响而表现出大幅度的降低，且导热系数也较低，不利于器件和集成系统的散热。易于水解、吸潮和导热系数低是目前近室温致密化H3BO3基微波介质陶瓷工业化应用过程中存在的主要问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种表面喷涂纳米BN型H₃BO₃/PPO复合微波介质陶瓷及其制备方法，该陶瓷具有近室温致密化温度、防潮解、导热好的优良性能。

实现本发明目的的技术方案是：

一种表面喷涂纳米BN型H₃BO₃/PPO复合微波介质陶瓷的制备方法，包括如下步骤：

1）按一定质量比称取PPO（聚苯醚）和H₃BO₃原始粉体，得到PPO/H₃BO₃原始混合粉体；

2）将PPO/H₃BO₃原始混合粉体、无水乙醇、球磨用锆球按预设的质量比加入球磨机中开始湿法球磨，得到混合浆料；

3）将步骤2）得到的混合浆料于恒温烘箱中进行烘干后，采用网筛将混合浆料中的球磨用锆球分离，得到（1-x）H₃BO₃-xPPO混合粉体，其中0.1≤x≤0.5；