[发明专利]一种低温烧结高介电微波介质陶瓷材料及制备方法和应用

权利要求书

1.一种低温烧结高介电微波介质陶瓷材料，其特征在于，所述陶瓷材料的结构表达式为：Ti1～3xCuxNb2xO2～y(CuO～B2O3)，其中，0.03≤x≤0.06；y为占Ti1～3xCuxNb2xO2的质量百分比，0.5wt％≤y≤4.0wt％，且CuO和B2O3的质量比为1:1。

2.根据权利要求1所述的一种低温烧结高介电微波介质陶瓷材料，其特征在于，0.03≤x≤0.06，0.5wt％≤y≤2.0wt％。

3.根据权利要求1所述的一种低温烧结高介电微波介质陶瓷材料，其特征在于，所述陶瓷材料的介电常数大于90，品质因数Q×f值大于5000GHz。

4.一种低温烧结高介电微波介质陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

A：复合陶瓷粉体的制备：

S1：将CuO、Nb2O3、TiO2原料按Ti1～3xCuxNb2xO2的化学计量比配料成混合物，0.03≤x≤0.06，按混合物：锆球：无水乙醇的质量比为1：2～4：0.8～1，加入球磨罐中密封后置于混料机上球混12h，将混料后的浆料烘干过筛即得混合粉体；将混合粉体置于高温炉中，在900℃预烧2～4h，获得预烧块体；将所述预烧块体粗碎成预烧粉料，按预烧粉料：锆球：无水乙醇的质量比为1：3～4：0.8～1，置入球磨罐体中球磨12h，将球磨后的浆料置于干燥箱中烘干过筛，得到预烧陶瓷粉体；

S2：向步骤S1中所述预烧陶瓷粉体中加入氧化铜/氧化硼混合物，通过球磨混合均匀，得到复合陶瓷粉体；所述氧化铜/氧化硼混合物占预烧陶瓷粉体的质量百分数为y，0.5wt％≤y≤4.0wt％；

B：生瓷带的制备：

S3：称取步骤S2所得复合陶瓷粉体，并加入由溶剂、粘结剂、增塑剂和分散剂组成的有机流延剂体系，配制固含量为70～90％的流延浆料，将配制好的流延浆料置入球磨罐中，以120r/min球磨8h，真空除泡后经可控厚度流延机流延成型，得到生瓷带；

C：陶瓷材料的制备：

S4：将步骤S3所述生瓷带置于高温炉中，以2℃/min的升温速率升温至450℃，保温2h；以2℃/min的升温速率升温至850～950℃，保温3～5h；随炉冷却后取出，即获得本发明陶瓷材料。

5.根据权利要求4所述的一种低温烧结高介电微波介质陶瓷材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中将混合粉体加入球磨罐中，以转速120r/min球混12h，将混料后浆料烘干过100目筛即得混合粉体；将混合粉体置于高温炉中预烧3h得预烧块体；将预烧块体粗碎后置入球磨罐体中，以转速120r/min球磨12h，球磨后的浆料置于100℃干燥箱中烘干，过150目筛得到预烧陶瓷粉体。

6.根据权利要求4所述的一种低温烧结高介电微波介质陶瓷材料的制备方法，其特征在于，步骤S3中所述溶剂为甲乙酮/乙酸乙酯混合物，所述溶剂占有机流延剂体系的质量比为79.5～85％，其中，甲乙酮占甲乙酮和乙酸乙酯混合物的质量比为40～60％；所述粘结剂为甲基丙烯酸树脂，占有机流延剂体系的质量比为10～15％；所述增塑剂为邻苯二甲酸丁苄酯，占有机流延剂体系的质量比为3～5％；所述分散剂为三油酸甘油酯，占有机流延剂体系的质量比为2.5～4％。