[发明专利]一种介质基板的制备方法及超材料

权利要求书

1.一种介质基板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

a.制备具有多孔结构的钛酸锶钡陶瓷基板；

b.将硅源加入到乙醇和水的混合溶剂中，混合均匀后，调节pH值，得到二氧化硅溶胶，在形成凝胶之前将所述二氧化硅溶胶注入到所述钛酸锶钡陶瓷基板的多孔结构中；

c.静置使所述二氧化硅溶胶老化形成凝胶，以乙醇或丙酮作为置换剂，去除所述凝胶内的水；

d.将乙醇或丙酮进行干燥，使所述凝胶形成多孔硅石气凝胶，得到以所述钛酸锶钡陶瓷基板为基体并填充有多孔硅石气凝胶的介质基板。

2.根据权利要求1所述的介质基板的制备方法，其特征在于，所述步骤a的具体制备方法如下：

a1、将用于制备钛酸锶钡的有机或无机钡源、有机或无机锶源、有机或无机钛源按照Ba_(1-x)Sr_xTiO₃的化学计量比混合，其中x为0-1之间的任意实数；

a2、在上述混合物中加入粘结剂和造孔剂，采用流延成型的方法制得陶瓷生坯；

a3、将所述陶瓷生坯在还原性气氛中以1200-1500℃的高温进行烧结，得到具有多孔结构的钛酸锶钡陶瓷基板。

3.根据权利要求2所述的介质基板的制备方法，其特征在于，通过控制所述造孔剂的含量，使所述钛酸锶钡陶瓷基板形成具有不同的孔隙率。

4.根据权利要求2或3所述的介质基板的制备方法，其特征在于，所述造孔剂为所述混合物体积比的10-50％。

5.根据权利要求4所述的介质基板的制备方法，其特征在于，所述造孔剂为淀粉或碳粉。

6.根据权利要求2所述的介质基板的制备方法，其特征在于，所述钡源为碳酸钡，所述锶源为碳酸锶、所述钛源为二氧化钛。

7.根据权利要求2所述的介质基板的制备方法，其特征在于，所述粘结剂为聚乙烯醇缩丁醛。

8.根据权利要求2所述的介质基板的制备方法，其特征在于，所述还原性气氛为空气或体积分数为5％氢气和95％氮气的混合气体气氛。

9.根据权利要求2所述的介质基板的制备方法，其特征在于，所述混合物中还添加有增塑剂和分散剂，所述增塑剂和分散剂以乙醇或甲苯为溶剂。

10.根据权利要求2所述的介质基板的制备方法，其特征在于，所述增塑剂为聚乙烯醇，所述分散剂为磷酸酯。

11.根据权利要求1所述的介质基板的制备方法，其特征在于，所述步骤b中，所述混合溶胶剂中还加入有干燥控制剂，所述干燥控制剂为甲酰胺和乙二醇。

12.根据权利要求1所述的介质基板的制备方法，其特征在于，所述硅源为正硅酸乙酯、正硅酸甲酯、硅溶胶或水玻璃。

13.根据权利要求1所述的介质基板的制备方法，其特征在于，所述b步骤中，调节pH值为2-4或11-13。

14.根据权利要求1所述的介质基板的制备方法，其特征在于，所述b步骤中，所述混合溶剂中还加入二氧化钛粉体或玻璃纤维作为添加剂。

15.一种超材料，包括介质基板以及阵列在介质基板上的多个人造微结构，其特征在于：所述介质基板以钛酸锶钡陶瓷基板为基体，所述钛酸锶钡陶瓷基板上具有多孔结构，所述多孔结构内填充有二氧化硅气凝胶。