本發(fā)明屬于電子陶瓷材料，具體涉及一種中熵低介微波陶瓷。

背景技術(shù)：

1、微波一般是指頻率為300mhz～300ghz之間，波長(zhǎng)在lmm到lm之間的電磁波。微波陶瓷材料是應(yīng)用于微波電路中，實(shí)現(xiàn)對(duì)電磁波的傳輸、反射、吸收功能，廣泛應(yīng)用于制作介質(zhì)諧振器、介質(zhì)濾波器、雙工器及微波介質(zhì)天線等各個(gè)微波技術(shù)領(lǐng)域。

2、在眾多的微波陶瓷材料中，硅酸鎂(mg2sio4)在國(guó)內(nèi)外研究中備受關(guān)注，硅酸鎂(mg2sio4)有較低的介電常數(shù)，但綜合性能不太理想，使其應(yīng)用受到一定的限制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、(一)解決的技術(shù)問(wèn)題

2、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種中熵低介微波陶瓷，解決了上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

3、(二)技術(shù)方案

4、為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

5、一種中熵低介微波陶瓷，其組成材料包括三元硅酸鹽a2sio4和晶須復(fù)合多孔硅微粉，其中a由等摩爾元素mg、co、zn組成。

6、上述一種中熵低介微波陶瓷的制備方法，包括以下步驟：

7、步驟1：按照等摩爾比將mgo、coo和zno粉體混合得混合物z，在球磨機(jī)中以去離子水為研磨介質(zhì)，使用濕法研磨法將混合物z研磨至粒度小于10微米，烘干，得混合粉體；

8、步驟2：按重量份計(jì)，在50～100份的混合水溶液中，加入0.1～0.3份檸檬酸和1～2份乙二醇，加熱至60～80℃，攪拌0.5～1h，得混合液c，混合水溶液的溶質(zhì)包括mgcl2、cocl2和zncl2，mgcl2、cocl2和zncl2的濃度均為0.2～0.3mol/l；

9、步驟3：按重量份計(jì)，稱取5份晶須復(fù)合多孔硅微粉，加入到步驟2的混合液c中，攪拌20～40min，用碳酸氫鈉調(diào)節(jié)ph至9～10，繼續(xù)攪拌1～2h，加熱至60～80℃，然后加入2～4份步驟1得到的混合粉體，攪拌10～20min后依次過(guò)濾、壓制成型、燒結(jié)，得到中熵低介微波陶瓷。

10、所述晶須復(fù)合多孔硅微粉的制備方法，包括以下步驟：

11、s1.按重量份計(jì)，取10份硅微粉和0.18～0.22份精萘，加入30～50份乙醚，攪拌均勻，加熱蒸發(fā)，得到固體物；

12、s2.按重量份計(jì)，將s1中固體物與6～10份改性si3n4粉末混合得固體混合物b，取10～15份固體混合物b加入到10～15份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1％的聚乙烯醇水溶液中，進(jìn)行濕式球磨，制得混合漿料；

13、s3.將上述混合漿料置于干燥爐內(nèi)烘干，進(jìn)行成型和燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1450～1550℃，降至室溫，碾碎，過(guò)80～120目篩網(wǎng)，得到晶須復(fù)合多孔硅微粉。

14、進(jìn)一步的，所述改性si3n4粉末的制備方法，包括以下步驟：

15、q1.按重量份計(jì)，將5份α-si3n4粉末加入40～60份質(zhì)量濃度為2～4％的聚丙烯酸鈉水溶液中，加熱至40～60℃，攪拌10～30min，然后滴加0.2～0.4份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30％過(guò)氧化氫溶液，攪拌1～2h，過(guò)濾得預(yù)處理粉體；

16、q2.按重量份計(jì)，取0.3～0.5份磷酸加入到10～20份乙醇中，然后加入0.4～0.6份納米氟化鎂，繼續(xù)攪拌5～15min，得改性液；

17、q3.將q1的預(yù)處理粉體加入到q2的改性液中中，攪拌1～2h，過(guò)濾，放入馬弗爐中，煅燒0.5～1h，降至室溫，得到改性si3n4粉末。

18、進(jìn)一步的，所述q3中的煅燒溫度為300～400℃，煅燒時(shí)間為0.5～1h。

19、進(jìn)一步的，所述s3中的燒結(jié)溫度為1450～1550℃，燒結(jié)時(shí)間為1-2h。

20、進(jìn)一步的，所述步驟3中的燒結(jié)溫度為1300～1500℃，燒結(jié)時(shí)間為2-6h。

21、進(jìn)一步的，所述步驟3中燒結(jié)升溫的升溫速率為1～10℃/min。

22、采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果：

23、1、本發(fā)明改性氮化硅粉末的制備中，通過(guò)加入聚丙烯酸鈉對(duì)α-si3n4粉末進(jìn)行表面處理，使其在相容性方面有較高的匹配能力，然后加入磷酸和納米氟化鎂，實(shí)現(xiàn)無(wú)機(jī)粉體間的相互摻雜。納米氟化鎂的加入能夠改善材料的品質(zhì)因數(shù)，同時(shí)在后續(xù)si3n4晶須產(chǎn)生的過(guò)程中，由于納米氟化鎂依附于si3n4晶界上，能夠抑制晶粒的長(zhǎng)大，起到固定和加強(qiáng)晶界的作用。

24、2、改性氮化硅粉末與二氧化硅配合得到的晶須復(fù)合多孔硅微粉，其中精萘的加入使其產(chǎn)生多孔結(jié)構(gòu)，賦予晶須復(fù)合多孔硅微粉以較低的介電常數(shù)，同時(shí)多孔結(jié)構(gòu)為二氧化硅與金屬元素提供孔洞結(jié)構(gòu)的反應(yīng)基體，在孔洞界面原位生成大量三元硅酸鹽(a2sio4)，避免第二相的產(chǎn)生，保證生成的三元硅酸鹽(a2sio4)的介電性質(zhì)和反應(yīng)穩(wěn)定性，最終實(shí)現(xiàn)多孔結(jié)構(gòu)與改性氮化硅在解決方案中的協(xié)同效應(yīng)，最終使制得的陶瓷材料具有低介電常數(shù)、低介電損耗的優(yōu)異性能。

技術(shù)特征：

1.一種中熵低介微波陶瓷，其特征在于：其組成材料包括三元硅酸鹽a2sio4和晶須復(fù)合多孔硅微粉，其中a由等摩爾元素mg、co、zn組成。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中熵低介微波陶瓷，其特征在于：所述中熵低介微波陶瓷的制備方法，包括以下步驟：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種中熵低介微波陶瓷，其特征在于：所述晶須復(fù)合多孔硅微粉的制備方法，包括以下步驟：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種中熵低介微波陶瓷，其特征在于：所述改性si3n4粉末的制備方法，包括以下步驟：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種中熵低介微波陶瓷，其特征在于：所述q3中的煅燒溫度為300～400℃，煅燒時(shí)間為0.5～1h。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種中熵低介微波陶瓷，其特征在于：所述s3中的燒結(jié)溫度為1450～1550℃，燒結(jié)時(shí)間為1-2h。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種中熵低介微波陶瓷，其特征在于：所述步驟3中的燒結(jié)溫度為1300～1500℃，燒結(jié)時(shí)間為2-6h。

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種中熵低介微波陶瓷，其特征在于：所述步驟3中燒結(jié)升溫的升溫速率為1～10℃/min。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種中熵低介微波陶瓷，屬于電子陶瓷材料技術(shù)領(lǐng)域，其制備方法包括以下步驟：步驟1：按照等摩爾比將MgO、CoO和ZnO粉體混合得混合物Z，在球磨機(jī)中以去離子水為研磨介質(zhì)，使用濕法研磨法將混合物Z研磨至粒度小于10微米，烘干，得混合粉體；步驟2：在MgCl<subgt;2</subgt;、CoCl<subgt;2</subgt;和ZnCl<subgt;2</subgt;混合水溶液中，加入檸檬酸和乙二醇，加熱攪拌，得混合液C；步驟3：稱取晶須復(fù)合多孔硅微粉，加入到步驟2的混合液C中攪拌，用碳酸氫鈉調(diào)節(jié)pH，繼續(xù)攪拌，加熱之后加入步驟1得到的混合粉體，攪拌后依次過(guò)濾、壓制成型、燒結(jié)，得到中熵低介微波陶瓷。本發(fā)明制備的中熵低介微波陶瓷具有低介電常數(shù)、低介電損耗，總體性能優(yōu)越，符合使用要求。

技術(shù)研發(fā)人員：劉雋甫,蘇杭,孫士倫,劉亦謙
受保護(hù)的技術(shù)使用者：昆山清元電子科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/28