低介硅酸镁微波介质陶瓷材料及其制备方法技术

本发明专利技术适用于介质陶瓷技术领域，公开了一种低介硅酸镁微波介质陶瓷材料，包括主体成分和改性添加剂，所述主体成分为Mg

【技术实现步骤摘要】
低介硅酸镁微波介质陶瓷材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及介质陶瓷
，尤其涉及一种低介硅酸镁微波介质陶瓷材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着通信技术的发展，5G通信逐渐实现商业化，5G信号与4G信号相比显著特点是信号传输速度更快(传输速度为4G的10
‑
100倍)，将会极大的方便了人们的生活。5G通信一般采用3Ghz以上的频谱，波长很短，容易受到自金属的干扰；而开发微波陶瓷是进军5G时代的一个重要选择，尤其是在应用于谐振器、天线、滤波器等微波器件的制造。
[0003]微波介质陶瓷材料在使用中需要较高的Q
×
f(品质因数)值、近零的谐振频率温度系数、良好的抗热震性能；若陶瓷抗热震性差，可能会遭受环境温度骤变(热震)而产生裂纹，甚至失效。因此，如何制备出一种满足于现有通信器件需求的微波介质陶瓷材料，是现有技术所面临的技术问题。

技术实现思路

[0004]针对上述的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种具有高抗热震、介电常数可调、高品质因数和近零的谐振频率温度系数的低介硅酸镁微波介质陶瓷材料及其制备方法。
[0005]本专利技术通过以下技术方案实现：
[0006]一种低介硅酸镁微波介质陶瓷材料，包括主体成分和改性添加剂，所述主体成分为Mg
2+x
SiO4，其中x＝0～0.5；所述改性添加剂为Al2O3、Bi2O3、CaTiO3、TiO2、ZrO2、SnO2、Sm2O3、B2O3、LiF中的至少两个的组合。/>[0007]可选的，所述改性添加剂分别对应占所述主体成分的质量分比为：Al2O3、Bi2O3、CaTiO3、TiO2、ZrO2、SnO2、Sm2O3、B2O3、LiF为0
‑
20％。
[0008]在一种实施方式中，所述主体成分为Mg
2+x
SiO4，其中x＝0～0.5；所述改性添加剂为Al2O3、TiO2、B2O3的组合物。
[0009]其中，所述改性添加剂分别对应占所述主体成分的质量分比为：Al2O3、TiO2、B2O3为0
‑
20％。
[0010]在一种实施方式中，所述主体成分为Mg
2+x
SiO4，其中x＝0～0.5；所述改性添加剂为Bi2O3、TiO2、ZrO2的组合物。
[0011]其中，所述改性添加剂分别对应占所述主体成分的质量分比为：Bi2O3、TiO2、ZrO2为0
‑
20％。
[0012]在一种实施方式中，所述主体成分为Mg
2+x
SiO4，其中x＝0～0.5；所述改性添加剂为Bi2O3、CaTiO3、ZrO2、Sm2O3的组合物。
[0013]其中，所述改性添加剂分别对应占所述主体成分的质量分比为：Bi2O3、CaTiO3、ZrO2、Sm2O3为0
‑
20％。
[0014]在一种实施方式中，所述主体成分为Mg
2+x
SiO4，其中x＝0～0.5；所述改性添加剂
为Al2O3、CaTiO3、SnO2、LiF的组合物。
[0015]其中，所述改性添加剂分别对应占所述主体成分的质量分比为：Al2O3、CaTiO3、SnO2、LiF为0
‑
20％。
[0016]在一种实施方式中，所述主体成分为Mg
2+x
SiO4，其中x＝0～0.5；所述改性添加剂Bi2O3、CaTiO3、SnO2、Sm2O3、LiF的组合物。
[0017]其中，所述改性添加剂分别对应占所述主体成分的质量分比为：Bi2O3、CaTiO3、SnO2、Sm2O3、LiF为0
‑
20％。
[0018]在一种实施方式中，所述主体成分为Mg
2+x
SiO4，其中x＝0～0.5；所述改性添加剂为TiO2、SnO2、Sm2O3、LiF的组合物。
[0019]其中，所述改性添加剂分别对应占所述主体成分的质量分比为：TiO2、SnO2、Sm2O3、LiF为0
‑
20％。
[0020]本专利技术还提供了一种制备上述任一种低介硅酸镁微波介质陶瓷材料的方法，包括步骤：
[0021]1)将MgCO3、SiO2配比成所述Mg
2+x
SiO4后，与所述改性添加剂混匀得到混合料；
[0022]2)将步骤1)获得的所述混合料置于行星球磨机中进行湿法球磨，得到球磨浆料；
[0023]3)对步骤2)获得的所述球磨浆料进行烘干处理，得到干燥粉料S1；
[0024]4)将所述干燥粉料S1放入高温炉箱式炉中进行预烧，制得预烧块材；
[0025]5)将步骤4)获得的所述预烧块材粉碎后，置于行球磨机中进行湿法球磨，制得干燥粉体S2；
[0026]6)在所述干燥粉体S2中混匀粘合剂后进行喷雾造粒，制得造粒粉；
[0027]7)将步骤6)获得的所述造粒粉干压成型制成生坯；
[0028]8)将步骤7)获得的所述生坯置于高温箱式炉中按照设定的温度曲线进行烧结，得到微波介质瓷体。
[0029]可选的，步骤4)的预烧温度为1100℃
‑
1400℃，预烧时间为3
‑
5小时。
[0030]可选的，步骤5)中的球磨时间为4
‑
8小时。
[0031]可选的，步骤6)中的所述粘合剂为7wt％的聚乙烯醇溶液，所述粘合剂的质量占比为1％
‑
2％。
[0032]可选的，步骤8)的排胶温区为400
‑
600℃，保温2
‑
4小时，高温烧结温区为1100℃～1400℃，烧结时间为4
‑
6小时。
[0033]本专利技术制备的低介硅酸镁微波介质陶瓷材料，具有高抗热震，微波性能优异，介电常数低，品质因数高及介电常数温度系数较小等优点，可用于谐振器、天线、滤波器等微波器件的制造。
具体实施方式
[0034]为使得本专利技术目的、技术方案和有益效果能够更加清晰、完成的呈现，下面将阐述本专利技术的部分实施例。实施例仅为解释说明的目的，不以任何方式限制本专利技术的保护范围。除非另有说明，实施例中使用的材料均为常规的或市售可得的材料，材料和试剂的使用添加方式均为本领域常规操作。所表述的含义均为本领域常规定义，例如10％NaOH溶液指质量分数，55％乙醇溶液指体积分数。
[0035]实施例1低介硅酸镁微波介质陶瓷材料
[0036]包括主体成分和改性添加剂，所述主体成分为Mg
2+x
SiO4，x为0～0.5；所述改性添加剂为Al2O3、TiO2、B2O3的组合物。
[0037]其中，Mg
2+x
SiO4的质量分比为88.335％，Al2O3的质量分比为1.554％、TiO2的质量分比为8.520％、B2O3的质量分比为1.591本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低介硅酸镁微波介质陶瓷材料，其特征在于，包括主体成分和改性添加剂，所述主体成分为Mg
2+x
SiO4，其中x＝0～0.5；所述改性添加剂为Al2O3、Bi2O3、CaTiO3、TiO2、ZrO2、SnO2、Sm2O3、B2O3、LiF中的至少两个的组合。2.根据权利要求1所述的低介硅酸镁微波介质陶瓷材料，其特征在于，所述改性添加剂分别对应占所述主体成分的质量分比为：Al2O3、Bi2O3、CaTiO3、TiO2、ZrO2、SnO2、Sm2O3、B2O3、LiF为0
‑
20.0％。3.一种制备权利要求1～2任一项所述低介硅酸镁微波介质陶瓷材料的方法，其特征在于，包括步骤：1)将MgCO3、SiO2配比成所述Mg
2+x
SiO4后，与所述改性添加剂混匀得到混合料；2)将步骤1)获得的所述混合料置于行星球磨机中进行湿法球磨，得到球磨浆料；3)对步骤2)获得的所述球磨浆料进行烘干处理，得到干燥粉料S1；4)将所述干燥粉料S1放入高温炉箱式炉中进行预烧，制得预烧块材；5)将步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙杰，黄庆焕，叶荣，顾国治，王斌华，
申请(专利权)人：无锡市高宇晟新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：