一种介质陶瓷材料的制备方法技术

一种介质陶瓷材料的制备方法，涉及陶瓷材料领域。包括如下步骤：步骤S1：按照重量百分比称取原料：氧化锌38～45％、三氧化二铝48～56％、二氧化钛6～12％、氧化锰0.1～1％；步骤S2：将称取后的粉料进行一次处理后得到一次粉料，所述一次处理过程包括一次混料、压滤、烘干、预烧处理；步骤S3：将所述一次粉料进行二次处理后得到二次粉料，所述二次处理过程包括二次混料、造粒处理；步骤S4：将所述二次粉料进行成型处理得到胚件；将所述胚件进行排塑处理后，再对所述胚件送至烧结炉进行烧结处理，烧结温度为1260～1300℃，烧结时间为2～4h，最后得到介质陶瓷材料。本发明专利技术的介质陶瓷材料具有较高的Qf，并且拥有近0的温度系数，烧结温度低。低。低。

【技术实现步骤摘要】
一种介质陶瓷材料的制备方法


[0001]本专利技术涉及陶瓷材料领域，尤其涉及一种介质陶瓷材料的制备方法。

技术介绍

[0002]介质陶瓷材料是近年来迅速发展起来的一类新型功能陶瓷材料，具有低微波损耗、高介电常数及介电常数温度系数τ
f
稳定等特点。在微波频段电路中作为介质材料使用，是包括介质谐振器、滤波器、振荡器、双工器、天线、介质基板等在内的新型微波电路和器件的核心基础材料，广泛应用于现代微波通信和卫星导航系统和设备。介质谐振器工作在狭窄频段时具有谐振性质，是一种电磁元件，它一般由介电常数较高和损耗低的陶瓷圆柱组成，介质谐振器和传统的金属波导谐振器相比具有尺寸小、损耗低和器件稳定等优势。现有的介电常数中等的介质陶瓷材料，主要以CaTiO3
‑
NdAlO3体系为主，一方面Nd2O3原料的价格较为昂贵，限制了其应用。另一方面，其介电常数为43～48，难以应用至中介电常数为39～42的场合。且现有的中介电常数的介质陶瓷材料，品质因数Q
f
通常只能达到40000GHz左右，难以满足需求。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种具有中介电常数高Qf的介质陶瓷材料，此介质陶瓷材料的介电损耗低、微波性能优良、烧结温度低，且能够获得需要的介电参数和趋近于零的温度系数。本专利技术采用以下技术方案：
[0004]一种介质陶瓷材料的制备方法，包括如下步骤：
[0005]步骤S1：按照重量百分比称取原料：氧化锌38～45％、三氧化二铝48～56％、二氧化钛6～12％、氧化锰0.1～1％；
[0006]步骤S2：将称取后的粉料进行一次处理后得到一次粉料，所述一次处理过程包括一次混料、压滤、烘干、预烧处理；
[0007]步骤S3：将所述一次粉料进行二次处理后得到二次粉料，所述二次处理过程包括二次混料、造粒处理；
[0008]步骤S4：将所述二次粉料进行成型处理得到胚件；将所述胚件进行排塑处理后，再对所述胚件送至烧结炉进行烧结处理，烧结温度为1260～1300℃，烧结时间为2～4h，升温速度小于2.5℃/min，最后得到介质陶瓷材料。
[0009]具体的，在步骤S2中，所述一次混料的过程为：使用球磨机加入去离子水，所述去离子水的重量为所述粉料重量的80～90％，通过球磨机将所述粉料磨成粒径为0.6～3um的浆料。
[0010]具体的，在步骤S2中，所述压滤以及烘干的过程为：将经过一次混料后的粉料用压滤机过滤脱水，然后将过滤脱水后浆料烘干，并破碎成粉末粒度直径小于0.2mm的粉料。
[0011]具体的，在步骤S3中，所述二次混料的过程为：使用球磨机加入去离子水，所述去离子水的重量为所述一次粉料重量的50～80％，通过球磨机将所述粉料磨成粒径为1～3um
的浆料，然后将所述料浆置于砂磨机内磨成粒径为0.3～1um的浆料。
[0012]具体的，造粒的过程为：在经过二次混料后的粉料中加入粘合剂并进行搅拌，将搅拌后的粉料通过喷雾塔内进行干燥，所述喷雾塔的进口温度控制在250～300℃，出口温度控制在90℃～120℃。
[0013]具体的，粘合剂中各组分的质量分数为：聚乙烯醇10％、蒸馏水90％。
[0014]具体的，粘合剂的质量为原料量重量的13％。
[0015]具体的，预烧的温度为1000℃～1150℃，预烧时间为3～5h。
[0016]具体的，排塑处理的过程为：将所述坯件加热至600～800℃，加热时间为30
‑
60min,升温速度小于0.5℃/min，将粘结剂排出坯件。
[0017]综上所述，本专利技术本装置具有以下优点：本专利技术制备的介质陶瓷材料具有较高的Qf，并且拥有近0的温度系数，烧结温度低。适用于高频通讯领域，例如天线、Monoblock、滤波器。
附图说明
[0018]图1是一种介质陶瓷材料的SEM图；
具体实施方式
[0019]对比例1：
[0020]一种介质陶瓷材料的制备方法，包括如下步骤：
[0021]步骤S1：用电子天平分别称量称443g ZnO粉体，557g Al2O3粉体。
[0022]步骤S2：将称好的粉料加入球磨机中，再加入800g去离子水，将各种原材料磨成粒径为0.9μm的浆料。通过压滤将料浆的大多数水分压出。将压滤后的料浆烘干，再破碎过筛得到粒径小于0.2mm的粉末。将粉末进行预烧，预烧温度为1150℃，预烧时间为5h，预烧后得到一次粉料。
[0023]步骤S3：将一次粉料进行二次混料：将一次粉料以及重量为一次粉料重量的50％去离子水一并加入至球磨机中，使用球磨机磨成粒径为1.3μm的料浆，再将所得料浆置于砂磨机内磨成粒径为0.6μm，得到浆料。然后将料浆再进行造粒：在二次混料后获取的浆料中加入粘合剂并配以搅拌，将搅拌后的粉料通过喷雾塔内进行干燥，最后得到二次粉料。其中，喷雾塔的进口温度控制在250℃，出口温度控制在90℃。其中粘合剂的质量为粉料重量的9％。粘合剂中各组分的质量分数为：聚乙烯醇10％、蒸馏水90％。
[0024]步骤S4：将二次粉料使用模压工艺压制成坯件，成型压力2t/cm2。将成型后的材料加热至600℃，并保持60min，升温速度小于0.5℃/min，将粘结剂排出坯件。再对排塑完成后的胚件送至烧结炉中烧结，烧结温度为1450℃，烧结时间为4h，在1280℃之前，升温速度小于2.5℃/min，在1280℃后升温速度小于0.5℃/min。
[0025]表一对比例1取样性能测试
[0026][0027]对比例2：
[0028]一种介质陶瓷材料的制备方法，包括如下步骤：
[0029]步骤S1：用电子天平分别称量称411g ZnO粉体，517g Al2O3粉体、72g TiO2粉体。
[0030]步骤S2：将称好的粉料加入球磨机中，再加入800g去离子水，将各种原材料磨成粒径为0.9μm的浆料。通过压滤将料浆的大多数水分压出。将压滤后的料浆烘干，再破碎过筛得到粒径小于0.2mm的粉末。将粉末进行预烧，预烧温度为1150℃，预烧时间为5h，预烧后得到一次粉料。
[0031]步骤S3：将一次粉料进行二次混料：将一次粉料以及重量为一次粉料重量的50％去离子水一并加入至球磨机中，使用球磨机磨成粒径为1.3μm的料浆，再将所得料浆置于砂磨机内磨成粒径为0.6μm，得到浆料。然后将料浆再进行造粒：在二次混料后获取的浆料中加入粘合剂并配以搅拌，将搅拌后的粉料通过喷雾塔内进行干燥，最后得到二次粉料。其中，喷雾塔的进口温度控制在250℃，出口温度控制在90℃。其中粘合剂的质量为粉料重量的9％。粘合剂中各组分的质量分数为：聚乙烯醇10％、蒸馏水90％。
[0032]步骤S4：将二次粉料使用模压工艺压制成坯件，成型压力2t/cm2。将成型后的材料加热至600℃，并保持60min，升温速度小于0.5℃/min，将粘结剂排出坯件。再对排塑完成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种介质陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1：按照重量百分比称取原料：氧化锌38～45％、三氧化二铝48～56％、二氧化钛6～12％、氧化锰0.1～1％；步骤S2：将称取后的粉料进行一次处理后得到一次粉料，所述一次处理过程包括一次混料、压滤、烘干、预烧处理；步骤S3：将所述一次粉料进行二次处理后得到二次粉料，所述二次处理过程包括二次混料、造粒处理；步骤S4：将所述二次粉料进行成型处理得到胚件；将所述胚件进行排塑处理后，再对所述胚件送至烧结炉进行烧结处理，烧结温度为1260～1300℃，烧结时间为2～4h，升温速度小于2.5℃/min，最后得到介质陶瓷材料。2.根据权利要求1所述一种介质陶瓷材料的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，所述一次混料的过程为：使用球磨机加入去离子水，所述去离子水的重量为所述粉料重量的80～90％，通过球磨机将所述粉料磨成粒径为0.6～3um的浆料。3.根据权利要求1所述一种介质陶瓷材料的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，所述压滤以及烘干的过程为：将经过一次混料后的粉料用压滤机过滤脱水，然后将过滤脱水后浆料烘干，并破碎成粉末粒度直径小于0.2mm的粉料。4.根据权利要求1所述一种介质陶瓷材料的制备方法，其特征在于，在步骤S3中，所述二次混料的过程为：使用球磨机加入去离子水，所述去离子水的重量为所述一次粉料重...

【专利技术属性】
技术研发人员：田德辉，
申请(专利权)人：无锡市惠丰电子有限公司，
类型：发明
国别省市：