本发明专利技术提供一种低介电高损耗的氧化硅衰减陶瓷组合物、氧化硅衰减陶瓷及其制备方法和应用。本发明专利技术的氧化硅衰减陶瓷由氧化硅衰减陶瓷组合物制备得到，所述氧化硅衰减陶瓷组合物，至少包括SiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO、K2O和Na2O。本发明专利技术的氧化硅衰减陶瓷，介电常数低，且损耗角正切值大。相比常用的衰减瓷，微波在陶瓷表面上产生的阻抗更小，并且通过大的电损耗，更有效地吸收微波，更适用于制成微波器件中的衰减器。减器。减器。
【技术实现步骤摘要】
低介电高损耗的氧化硅衰减陶瓷组合物、氧化硅衰减陶瓷及其制备方法和应用
[0001]本专利技术属于材料制备
，具体涉及低介电高损耗的氧化硅陶瓷组合物、氧化硅衰减陶瓷及其制备方法和应用。
技术介绍
[0002]在许多微波真空电子器件(行波管、返波管、回旋管、前向波放大器、同轴磁控管等)中经常需要放置衰减器，用来提供匹配的电磁终端、抑制带边振荡和高次或寄生模式的振荡以及消除其它非设计模式等作用。衰减器通常有两种结构形式：一是薄膜结构；二是体结构。即通常所说的薄膜衰减器和体衰减器。体衰减器所能承受的功率比薄膜衰减器大，对于大功率微波器件大多采用体衰减材料。
[0003]目前国内外微波管常用的体衰减材料主要有氧化铝基复合衰减瓷、氮化铝基复合衰减瓷、氧化铍基复合衰减瓷等，这些衰减陶瓷基本为相对较致密的陶瓷，它们的介电常数相对都较大(一般大于12)，微波阻抗较大，使其在使用中，预设要被设计吸收的大部分微波往往在陶瓷表面上被反射掉，无法进入瓷体内被吸收转换掉；同时它们的介电损耗也不够大(一般小于0.4)。如果能够把衰减陶瓷的介电常数做小，使其阻抗较小，并且损耗角正切值能做的更大，这样就有利于吸收衰减微波，有利衰减器的使用设计。
[0004]申请号为200910185822.0的专利文献公开了一种用于微波电真空器件的含TiO2衰减瓷及其制备方法，其介电常数较大，都在20以上，且其采用干压成型，无法压制较复杂零件；申请号为201310586401.5的专利文献公开了一种高热导率的含TiO2衰减瓷及其制备方法，其主要特点是采用BeO为基体，热导率较高，但其BeO材料有毒，使用受到限制，并且未公开该衰减瓷的介电性能参数；申请号为201711345906.7的专利文献公开了一种TiO2衰减瓷及其制备方法，该制备工艺采用了热压烧结工艺，工艺成本较大，成型的结构较单一，后续需要的加工成本也较大，并且该专利文献也未公开该衰减瓷的介电性能参数。
技术实现思路
[0005]本专利技术旨在提供一种低介电高损耗的氧化硅陶瓷组合物、氧化硅衰减陶瓷及其制备方法和应用。
[0006]本专利技术提供一种氧化硅衰减陶瓷组合物，其至少包括SiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO、K2O和Na2O。
[0007]根据本专利技术的实施方案，按重量份计，所述氧化硅衰减陶瓷组合物包括下述组分：
[0008]70
‑
80重量份SiO2、12
‑
15重量份Al2O3、0.05
‑
0.15重量份Fe2O3、0.3
‑
0.8重量份MgO、7.0
‑
7.5重量份K2O、3.0
‑
4.0重量份Na2O。
[0009]优选地，上述各组分的重量份之和为100重量份。
[0010]示例性地，SiO2的重量份可以为72、74、74.5、75、76、78、80份；
[0011]Al2O3的重量份可以为12份、13份、14份、15份；
[0012]Fe2O3的重量份可以为0.1份、0.12份、0.13份、0.14份、0.15份；
[0013]MgO的重量份可以为0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份；
[0014]K2O的重量份可以为7.0份、7.1份、7.2份、7.3份、7.4份、7.5份；
[0015]Na2O的重量份可以为3.0份、3.1份、3.2份、3.3份、3.4份、3.5份、3.7份、4.0份。
[0016]优选地，所述氧化硅衰减陶瓷组合物包括下述组分：74.5重量份SiO2、14重量份Al2O3、0.1重量份Fe2O3、0.7重量份MgO、7.2重量份K2O、3.5重量份Na2O。
[0017]本专利技术还提供了一种氧化硅衰减陶瓷，所述氧化硅衰减陶瓷由上述氧化硅衰减陶瓷组合物制备得到。
[0018]根据本专利技术的实施方案，所述氧化硅衰减陶瓷中的碳含量大于0且不超过40wt％，例如1
‑
30wt％，又如5
‑
20wt％。
[0019]优选地，所述氧化硅衰减陶瓷具有如下至少一种电磁参数：
[0020](1)在8.2GHz
‑
12.4GHz范围内，介电常数小于55；
[0021](2)介电损耗为小于1.9；
[0022](3)磁导率趋近于1，比如为0.99；
[0023](4)磁损耗小于0.1，趋近于0。
[0024]根据本专利技术的实施方案，所述氧化硅衰减陶瓷具有异形陶瓷体结构。优选地，所述异形陶瓷体结构选自方形、钉形、帽形、楔形、环齿形或城墙形，如图4所示。
[0025]本专利技术还提供了上述氧化硅衰减陶瓷的制备方法，包括将上述氧化硅衰减陶瓷组合物经球磨、成型、烧结、浸渍、裂解积碳处理，制备得到所述氧化硅衰减陶瓷。
[0026]根据本专利技术的实施方案，所述制备方法具体包括以下步骤：
[0027]S1、球磨：将上述氧化硅衰减陶瓷组合物进行干粉混磨球磨，获得瓷粉；
[0028]S2、粘结成型：将步骤S1的瓷粉和粘结剂混合得到料浆，通过热压铸成型，获得特定形状结构的胚体；
[0029]S3、脱蜡：将所述胚体埋入装有氧化铝粉末的匣钵中，通过电阻炉热处理脱蜡；
[0030]S4、烧结：对脱蜡后的胚体进行烧结热处理；
[0031]S5、浸渍：将步骤S4烧结后的胚体置于糖类溶液中浸渍、烘干、裂解积碳，得到上述氧化硅衰减陶瓷。
[0032]根据本专利技术的实施方案，步骤S1中，所述球磨包括：将氧化硅衰减陶瓷组合物放入球磨罐中并加入磨球。
[0033]优选地，球磨可采用本
已知的球磨方法，只要能得到瓷粉即可。例如，球磨选用玛瑙球进行，玛瑙球的球径为20mm。
[0034]优选地，干粉球磨后，过筛160
‑
200目，获得均匀细瓷粉。
[0035]根据本专利技术的实施方案，在步骤S2中，所述瓷粉和粘结剂的质量比为100:(10
‑
15)。优选地，所述粘结剂为石蜡。
[0036]根据本专利技术的实施方案，在步骤S2中，瓷粉和粘结剂混合过程中需要加热煮料得到所述料浆。优选地，加热温度为120
‑
150℃。优选地，混合搅拌100
‑
140分钟。
[0037]根据本专利技术的实施方案，在步骤S2中，所述热压铸成型可以在本
已知的热压铸设备内进行，只要能得到所需形状结构的胚体即可。示例性地，热压铸成型时，所述料浆温度调至70℃，注浆压力0.3Mpa。
[0038]优选地，所述胚体的形状结构可以为任意结构。示例性地，所述结构选自方形、钉形、帽形、楔形、环齿形或城墙形等。
[0039]优选地，料浆在热压铸成型前还需进行真空除气。示例性地，所述真空除气的时间为25
‑
35分钟。
[0040]根据本专利技术的实施方案，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种氧化硅衰减陶瓷组合物，其特征在于，其至少包括SiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO、K2O和Na2O；按重量份计，所述氧化硅衰减陶瓷组合物包括下述组分：70
‑
80重量份SiO2、12
‑
15重量份Al2O3、0.05
‑
0.15重量份Fe2O3、0.3
‑
0.8重量份MgO、7.0
‑
7.5重量份K2O、3.0
‑
4.0重量份Na2O。2.根据权利要求1所述的氧化硅衰减陶瓷组合物，其特征在于，各组分的重量份之和为100重量份。3.一种氧化硅衰减陶瓷，其特征在于，所述氧化硅衰减陶瓷由权利要求1或2所述的氧化硅衰减陶瓷组合物制备得到。4.根据权利要求3所述的氧化硅衰减陶瓷，其特征在于，所述氧化硅衰减陶瓷中的碳含量大于0且不超过40％。优选地，所述氧化硅衰减陶瓷具有如下至少一种电磁参数：(1)在8.2GHz
‑
12.4GHz范围内，介电常数小于55；(2)介电损耗为小于1.9；(3)磁导率趋近于1；(4)磁损耗小于0.1，趋近于0。优选地，所述氧化硅衰减陶瓷具有异形陶瓷体结构。优选地，所述异形陶瓷体结构选自方形、钉形、帽形、楔形、环齿形或城墙形。5.权利要求3或4所述的氧化硅衰减陶瓷的制备方法，其特征在于，包括将上述氧化硅衰减陶瓷组合物经球磨、成型、烧结、浸渍、裂解积碳处理，制备得到所述氧化硅衰减陶瓷。优选地，所述制备方法具体包括以下步骤：S1、球磨：将上述氧化硅衰减陶瓷组合物进行干粉混磨球磨，获得瓷粉；S2、粘结成型：将步骤S1的瓷粉和粘结剂混合得到料浆，通过热压铸成型，获得特定形状结构的胚体；S3、脱蜡：将所述胚体埋入装有氧化铝粉末的匣钵中，通过电阻炉热处理脱蜡；S4、烧结：对脱蜡后的胚体进行烧结热处理；S5、浸渍：将...
【专利技术属性】
技术研发人员：石明，林文雄，黄见洪，
申请(专利权)人：中国科学院福建物质结构研究所，
类型：发明
国别省市：
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