【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电子陶瓷及其制造领域，尤其是，本专利技术涉及一种新型低介电常数低损耗的微波介质陶瓷及其制备方法。
技术介绍
1、微波介质陶瓷是指应用于微波频段(300mhz～300ghz)电路中作为微波通讯系统中无源器件(如谐振器﹑滤波器、天线等)的关键介质材料。根据不同的使用场景，拥有合适的介电常数、较低的介电损耗、近零的谐振频率温度系数是衡量微波介质陶瓷最重要的三个性能评价指标。
2、随着人工智能(ai)技术的兴起，由人工智能驱动的第四次工业革命的势头正在迅速加强，其变革性影响已融入我们的日常生活。为了满足不断进步的社会的需求，设计部署人工智能技术的专用设备至关重要。这些在高频信号传输领域工作的尖端设备要求快速传播和强大的抗干扰能力，同时还要追求更高的传输效率和运行稳定性。信号的传输时间直接受介电常数平方根的影响。这种相关性表明，介电常数越低，传播速度越快。因此，为了有效满足新一代电子技术的发展要求，开发低介电常数的材料是必不可少的，这样可以减少传输延迟，实现高速、高效的信号传播。
3、在此背景下，一系列低介微波介质陶瓷体系得到了广泛的研究，如硅酸盐、铝酸盐和钼酸盐等(如中国专利cn115286375a、cn106966713a)。铝酸盐有着比硅酸盐和钼酸盐更低的离子极化率，更有希望制备出超低介电常数的微波介质陶瓷。然而，铝酸盐中对于化学式为abc3o7的黄长石结构的微波介质陶瓷的制备与研究较少，在黄长石结构中，位点a的碱土阳离子和位点b的稀土阳离子都有可能被位点c的过度金属取代，这一置换特征赋予了它重
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种低介电常数低损耗的微波介质陶瓷及其制备方法。
2、为解决上述问题，本专利技术采用如下技术方案:
3、本专利技术提供一种低介电常数低损耗的微波介质陶瓷，所述微波介质陶瓷的化学组成表达式为calaal3o7，所述微波介质陶瓷具有低介电常数(5.8～6.3)，低损耗(7.2×10-4)以及负的谐振频率温度系数(-37～-31ppm/℃)。
4、本专利技术还提供一种低介电常数低损耗的微波介质陶瓷的制备方法，包括以下步骤:
5、(1)生粉制备:根据calaal3o7的化学式，称取caco3、la2o3、al2o3初始原料；将得到的混料同无水乙醇进行球磨得到泥浆状原料后烘干至恒重，最后经过过筛得到均匀干燥的生粉混料。
6、(2)熟粉制备:将步骤(1)所述生粉进行预烧处理，反应后得到calaal3o7熟粉，将熟粉与酒精进行二次球磨，形成均匀分散的浆料后烘干至恒重，最后进行过筛得到均匀干燥的calaal3o7化合物熟粉。
7、(3)成型烧结:将步骤(2)所述化合物熟粉加入pva水溶液后进行造粒，压制成陶瓷胚体，随后将所述胚体进行排胶烧结处理，得到微波介质陶瓷calaal3o7；
8、优选地，所述步骤(1)与所述步骤(2)中，使用氧化锆球磨珠，且生粉混料、球磨珠、无水乙醇的质量比为1:5:2。
9、优选地，所述预烧处理温度为1350～1450℃，升温速率为2℃/min～5℃/min，保温时间为3～5h，所述预烧处理后自然冷却至室温。
10、优选地，所述步骤(3)中，所述pva水溶液的质量分数为50％，水溶液添加量为所述混合料质量的10％。
11、优选地，所述步骤(3)中，所述排胶处理的温度为450～600℃，升温速率为1℃/min～3℃/min，保温时间为2～4h，所述排胶处理后继续进行烧结过程。
12、优选地，所述步骤(3)中，所述烧结处理的温度为1500～1600℃，升温速率为1℃/min～3℃/min，保温时间为3～5h，所述烧结处理后自然冷却至室温。
13、优选地，所述步骤(3)中，所述生坯的直径为12mm，高度为6mm，压制压强为160～200mpa的单轴压力。
14、与现有技术相比，本专利技术的技术效果体现在:
15、本专利技术的微波介质陶瓷的化学组成表达式为calaal3o7，微波介质陶瓷具有低介电常数(5.8～6.3)，低损耗(7.2×10-4)以及负的谐振频率温度系数(-37～-31ppm/℃)，是无线通信领域低介电微波陶瓷的理想候选材料。
16、采用传统固相反应法制备，工艺成熟且可工业化生产，复现性强且能合成稳定的纯相。
17、本专利技术的部分附加优势、目的以及特点将在下文进行详细阐述，这些内容将使得在本领域从事研究的技术人员能够清晰地理解本专利技术的实质并指导相关的研究或实践。
18、请注意，本专利技术的应用范围不仅限于上文所具体描述的内容，而且可以根据下文的详细说明更全面地理解本专利技术所能实现的各种目的和优点，包括但不限于上述内容。
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1.一种低介电常数低损耗的微波介质陶瓷，其特征在于，所述微波介质陶瓷的化学组成表达式为CaLaAl3O7，所述微波介质陶瓷具有低介电常数(5.8～6.3)，低损耗(7.2×10-4)以及负的谐振频率温度系数(-37～-31ppm/℃)。
2.根据权利要求1所述的一种低介电常数低损耗的微波介质陶瓷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)与所述步骤(2)中，使用氧化锆球磨珠，且生粉混料、球磨珠、无水乙醇的质量比为1:5:2。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述预烧处理温度为1350～1450℃，升温速率为2℃/min～5℃/min，保温时间为3～5h，所述预烧处理后自然冷却至室温。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述PVA水溶液的质量分数为50％，PVA水溶液添加量为所述混合料质量的10％。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述排胶处理的温度为450～600℃，升温速
7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述烧结处理的温度为1500～1600℃，升温速率为1℃/min～3℃/min，保温时间为3～5h，所述烧结处理后自然冷却至室温。
8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述生坯的直径为12mm，高度为6mm，压制使用压强为160～200Mpa的单轴压力。
...【技术特征摘要】
1.一种低介电常数低损耗的微波介质陶瓷，其特征在于，所述微波介质陶瓷的化学组成表达式为calaal3o7，所述微波介质陶瓷具有低介电常数(5.8～6.3)，低损耗(7.2×10-4)以及负的谐振频率温度系数(-37～-31ppm/℃)。
2.根据权利要求1所述的一种低介电常数低损耗的微波介质陶瓷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)与所述步骤(2)中，使用氧化锆球磨珠，且生粉混料、球磨珠、无水乙醇的质量比为1:5:2。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述预烧处理温度为1350～1450℃，升温速率为2℃/min～5℃/min，保温时间为3～5h，所述预烧处理后自然冷却至室温。
【专利技术属性】
技术研发人员：李恩竹，郑逸轩，胡智超，钟朝位，张树人，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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