一种陶瓷材料及其制备方法、聚四氟乙烯‑陶瓷复合材料及其制备方法和基板技术

本发明专利技术提供了一种陶瓷材料及其制备方法，所述陶瓷材料具有式I所示的通式。本发明专利技术提供了一种聚四氟乙烯‑陶瓷复合材料，由陶瓷粉和聚四氟乙烯制备得到，所述陶瓷粉具有式I所示的通式。本发明专利技术提供了一种聚四氟乙烯‑陶瓷复合材料的制备方法，包括：在硅烷偶联剂的作用下，将陶瓷粉、聚四氟乙烯和破乳剂进行混合，得到聚四氟乙烯‑陶瓷复合材料，所述破乳剂包括醇类化合物或醚类化合物；所述陶瓷粉具有式I所示的通式。本发明专利技术提供了一种基板，由上述聚四氟乙烯‑陶瓷复合材料制备得到。本发明专利技术提供的聚四氟乙烯‑陶瓷复合材料具有较高的介电常数、较低的损耗，品质因数较高，而且具有较高的热导率。xLi2TiO3‑(1‑x)ZnNb2O6  式I。

【技术实现步骤摘要】
一种陶瓷材料及其制备方法、聚四氟乙烯-陶瓷复合材料及其制备方法和基板
本专利技术涉及聚四氟乙烯
，尤其涉及一种陶瓷材料及其制备方法、聚四氟乙烯-陶瓷复合材料及其制备方法和基板。
技术介绍
随着无线通讯领域的快速发展，对电子元器件的要求越来越高，这对高频材料的性能提出更高的要求。目前，已经商品化的高频基板材料主要有：聚四氟乙烯(PTFE)、聚苯醚(PPO)、环氧树脂复合材料(FR-4)三种材料。其中，聚四氟乙烯材料的应用范围较广，但是纯聚四氟乙烯基板的介电常数较小，品质因数较低，热导率小于1W/mK，很难在高频下使用。为了提高聚四氟乙烯材料的介电常数，美国罗杰斯公司提出了以聚四氟乙烯为基复合纤维布或复合陶瓷的新型基板技术，这种方法制备得到的基板在高频微波等领域获得了广泛的应用。申请号为201310378774.3的中国专利公开了一种聚四氟乙烯复合微波陶瓷基板的制备方法，包括以下步骤：1、制备Zr-Ti基陶瓷粉体；包括以下具体步骤：1-1、以ZrO2、TiO2、Nb2O5、ZnO和MnCO3为原料，按照Zr-Ti基陶瓷粉体分子式(1-x)ZrTi2O6-xZnNb2O6(0.25≤x≤0.45)控制ZrO2、TiO2、Nb2O5和ZnO的摩尔比，然后加入相当于ZrO2、TiO2、Nb2O5和ZnO总质量0.1％～1.0％的MnCO3；1-2、将步骤1-1所准备原料进行第一次球磨，进一步使原料混合均匀；1-3、将步骤1-2所得一次球磨料在空气气氛和1000℃～1250℃温度条件下烧结2小时～5小时，得到Zr-Ti基陶瓷烧结料；1-4、将步骤1-3所得Zr-Ti基陶瓷烧结料进行第二次球磨、烘干、过筛，得到平均粒径在1μm～4μm的Zr-Ti基陶瓷粉体；2、将步骤1所得Zr-Ti基陶瓷粉体，加入无水乙醇超声混合后再加入水解后的偶联剂，继续超声混合一段时间使得偶联剂的羟基基团与Zr-Ti基陶瓷粉体表面的羟基基团发生充分缩合反应；3、将步骤2所得反应体系烘干后加入无水乙醇超声混合，然后加入聚四氟乙烯分散乳液继续超声混合一段时间使得偶联剂另一端的有机分子链结构与聚四氟乙烯分子链充分缠绕混合；4、将步骤3所得体系在90℃下进行旋蒸破乳处理，以去除无水乙醇；5、将步骤4所得体系采用去离子水洗涤后于120℃下烘干，得到块状聚四氟乙烯复合微波陶瓷材料；6、将步骤5所得块状聚四氟乙烯复合微波陶瓷材料打成粉体，然后放入模具中于340℃～380℃下热压烧结1小时～4小时，得到最终的聚四氟乙烯复合微波陶瓷基板。虽然现有技术提供的这种方法制备得到的聚四氟乙烯复合微波陶瓷基板的介电常数较高，达到了6.4～7.8，在10GHz下的损耗较低，达到了1.4×10-3～2.2×10-3，介电常数温度系数绝对值较低，为-100±10ppm/℃，可用于制作需要高介电常数的微波电路基板。但是，这种方法制备得到的基板的品质因数较差，最高仅达到5600，而且温度频率系数较大，热导率较差。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种陶瓷材料及其制备方法、聚四氟乙烯-陶瓷复合材料及其制备方法和基板，本专利技术提供的聚四氟乙烯-陶瓷复合材料具有较高的介电常数、较低的损耗，品质因数较高，而且具有较低的温度频率系数以及较高的热导率。本专利技术提供了一种陶瓷材料，具有式I所示的通式：xLi2TiO3-(1-x)ZnNb2O6式I；式I中，0.25≤x≤0.4。本专利技术提供了一种陶瓷材料的制备方法，包括：将氧化锌、碳酸锂、五氧化二铌和二氧化钛进行混合，得到混合物；将所述混合物进行煅烧，得到陶瓷材料；所述陶瓷材料具有式I所示的通式：xLi2TiO3-(1-x)ZnNb2O6式I；式I中，0.25≤x≤0.4。优选的，所述煅烧的时间为2小时～6小时。优选的，所述煅烧的温度为1200℃～1300℃。本专利技术提供了一种陶瓷材料，具有式I所示的通式。本专利技术提供的陶瓷材料具有较高的介电常数、较低的损耗、较低的频率温度系数和较高的热导率。实验结果表明，本专利技术提供的陶瓷材料的介电常数为60～64，10GHz下的损耗为0.7×10-3～0.9×10-3，频率温度系数为-5ppm/℃～20ppm/℃，热导率为3.1W/mK～3.7W/mK。本专利技术提供了一种聚四氟乙烯-陶瓷复合材料，由陶瓷粉和聚四氟乙烯制备得到，所述陶瓷粉具有式I所示的通式：xLi2TiO3-(1-x)ZnNb2O6式I；式I中，0.25≤x≤0.4。优选的，所述陶瓷粉和聚四氟乙烯的质量比为(7～8):(3.3～5.3)。本专利技术提供了一种聚四氟乙烯-陶瓷复合材料的制备方法，包括：在硅烷偶联剂的作用下，将陶瓷粉、聚四氟乙烯和破乳剂进行混合，得到聚四氟乙烯-陶瓷复合材料，所述破乳剂包括醇类化合物或醚类化合物；所述陶瓷粉具有式I所示的通式：xLi2TiO3-(1-x)ZnNb2O6式I；式I中，0.25≤x≤0.4。优选的，所述硅烷偶联剂、陶瓷粉、聚四氟乙烯和破乳剂的质量比为0.1:(7～8):(3.3～5.3):(1.7～3.3)。优选的，所述破乳剂为乙醇、乙醚、聚氧乙烯十八醇醚或聚氧丙烯十八醇醚。本专利技术提供了一种聚四氟乙烯-陶瓷复合材料，由陶瓷粉和聚四氟乙烯制备得到，所述陶瓷粉具有式I所示的通式。本专利技术提供的聚四氟乙烯-陶瓷复合材料，采用具有式I所示通式的陶瓷粉制备得到，由于具有式I所示通式的陶瓷粉具有较高的介电常数、较低的损耗、较低的频率温度系数和较高的热导率，使本专利技术提供的聚四氟乙烯-陶瓷复合材料也具有较高的介电常数、较低的损耗，品质因数较高，而且具有较低的频率温度系数和较高的热导率。实验结果表明，本专利技术提供的聚四氟乙烯-陶瓷复合材料的介电常数为20～30，10GHz下的损耗为1×10-3～1.5×10-3，品质因数达到30000，频率温度系数为-80±25ppm/℃，热导率为1.2W/mK～1.7W/mK。本专利技术提供了一种聚四氟乙烯-陶瓷复合材料的制备方法，包括：在硅烷偶联剂的作用下，将陶瓷粉、聚四氟乙烯和破乳剂进行混合，得到聚四氟乙烯-陶瓷复合材料，所述破乳剂包括醇类化合物或醚类化合物；所述陶瓷粉具有式I所示的通式。本专利技术提供的方法制备得到的聚四氟乙烯-陶瓷复合材料具有较高的介电常数、较低的损耗，品质因数较高，而且具有较低的频率温度系数和较高的热导率。此外，本专利技术提供的聚四氟乙烯-陶瓷复合材料的制备方法工艺简单、成本较低，可用于大规模生产。本专利技术提供了一种基板，由上述技术方案所述的聚四氟乙烯-陶瓷复合材料制备得到；或由上述技术方案所述方法制备得到的聚四氟乙烯-陶瓷复合材料制备得到。由于采用上述技术方案所述的聚四氟乙烯-陶瓷复合材料，本专利技术提供的基板具有较高的介电常数、较低的损耗，品质因数较高，而且具有较低的频率温度系数和较高的热导率。具体实施方式下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供了一种陶瓷材料，具有式I所示的通式：xLi2TiO3-(1-x)ZnNb2O6式I；式I中，0.25≤x≤0.4。本专利技术提供的陶瓷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种陶瓷材料，具有式I所示的通式：xLi2TiO3‑(1‑x)ZnNb2O6  式I；式I中，0.25≤x≤0.4。

【技术特征摘要】
1.一种聚四氟乙烯-陶瓷复合材料，由陶瓷粉和聚四氟乙烯制备得到，所述陶瓷粉具有式I所示的通式：xLi2TiO3-(1-x)ZnNb2O6式I；式I中，0.25≤x≤0.4；所述陶瓷粉包括粒度为2微米～5微米的第一陶瓷粉和粒度为25微米～40微米的第二陶瓷粉。2.根据权利要求1所述的聚四氟乙烯-陶瓷复合材料，其特征在于，所述陶瓷粉的制备方法，包括：将氧化锌、碳酸锂、五氧化二铌和二氧化钛进行混合，得到混合物；将所述混合物进行煅烧，得到陶瓷粉；所述陶瓷粉具有式I所示的通式：xLi2TiO3-(1-x)ZnNb2O6式I；式I中，0.25≤x≤0.4。3.根据权利要求2所述的聚四氟乙烯-陶瓷复合材料，其特征在于，所述煅烧的时间为2小时～6小时。4.根据权利要求2所述的聚四氟乙烯-陶瓷复合材料，其特征在于，所述煅烧的温度为1200℃～1300℃。5.根据权利要求1所述的聚四氟乙烯-陶瓷复合材料，其特征在于，所述陶瓷粉和聚四氟乙烯的质量比...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘明龙，杨晓战，雒文博，聂爽，江林，
申请(专利权)人：云南云天化股份有限公司，
类型：发明
国别省市：云南;53