【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及微波电子陶瓷材料，尤其涉及一种基于氧八面体畸变调控实现温度稳定性的高熵硅酸盐微波介电材料及其制备方法。
技术介绍
1、随着新一代无线通讯网络技术的革新，对微波元器件小型化和高稳定性提出了更高的要求。由于低延迟(时间延迟)、大带宽和5g技术的高速数据传输等主要特点，具有低介电常数(εr)、高品质因数(q×f)的新型微波介质材料有待进一步探索。更重要的是，接近零的谐振频率温度系数(τf)对于确保设备的运行稳定性至关重要。硅酸盐以其高q×f值和低εr值而闻名。而大多数硅酸盐由于结构问题导致它们的τf值比较差，在很大程度上限制了硅酸盐在实际中的应用。以橄榄石结构的mg2sio4为例，mg2sio4的q×f值可高达240000ghz，而其较差的τf值(-67ppm/℃)使其在实际应用中受到了很大限制。因此，如何改善硅酸盐的τf值是一个亟待解决的问题。
2、在2004年，yeh等提出了高熵合金的概念，高熵合金与传统的合金相比具有许多新的优点。随着高熵合金技术的日趋成熟，高熵这一概念逐渐被应用于其他领域，如高熵陶瓷。2015年，rost等制备了高熵岩盐型氧化物陶瓷，成功将高熵应用于陶瓷领域，高熵化对陶瓷各个方面的性能都有不错的改善。因此，如何利用高熵化来改善硅酸盐的τf值值得人们去探究。
3、对于橄榄石结构的材料而言，其τf值通常会受到结构中存在的氧八面体的影响。近年来，越来越多的研究采用高熵化来调控氧八面体畸变从而改善τf值。例如，liu等制备了橄榄石结构的高熵硅酸盐(mg0.2ni0.2zn0.2co
技术实现思路
1、本专利技术的目的之一，就在于提供一种基于氧八面体畸变调控实现温度稳定性的高熵硅酸盐微波介电材料，以解决上述问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是这样的：一种基于氧八面体畸变调控实现温度稳定性的高熵硅酸盐微波介电材料，所述材料的化学组成为：li(yb0.2ho0.2tm0.2in0.2y0.2)sio4，制备时的烧结温度为1060～1140℃。
3、作为优选的技术方案，制备时的烧结温度为1060～1100℃。
4、本专利技术通过调控氧八面体畸变来改善其τf值，氧八面体畸变越小，τf值越接近于零。
5、本专利技术的目的之二，在于提供一种上述的基于氧八面体畸变调控实现温度稳定性的高熵硅酸盐微波介电材料的制备方法，包括下述步骤：
6、(1)以yb2o3、ho2o3、tm2o3、in2o3、y2o3以及li2co3为原料，根据li(yb0.2ho0.2tm0.2in0.2y0.2)sio4的化学计量比进行称料，然后将所称量原料混合后进行一次球磨，烘料，得到烘干料；
7、(2)将步骤(1)中所得烘干料放入氧化铝坩埚中压实，按照3～6℃/min的升温速率升至1000℃，然后保温2～6h，随后随炉冷却至室温，获得li(yb0.2ho0.2tm0.2in0.2y0.2)sio4预烧料；
8、(3)将步骤(2)所得li(yb0.2ho0.2tm0.2in0.2y0.2)sio4预烧料放入球磨罐中，进行二次球磨混合，得到料浆；
9、(4)将步骤(3)所得料浆烘干至恒重，然后进行造粒，压制成样品；
10、(5)将步骤(4)所得样品置于高温烧结炉中，按3～6℃/min的升温速率升至400～600℃并保温2～6h，最后随炉冷却至室温，得到排胶后的生坯样品；
11、(6)将步骤(5)所得生坯样品置于高温烧结炉中，按3～6℃/min的升温速率升至1060～1140℃，并保温2～6h，最后随炉冷却至室温，得到谐振频率温度系数近零的高熵硅酸盐微波介电材料。
12、作为优选的技术方案，步骤(1)和步骤(3)中，均以氧化锆球作为磨球，以去离子水作为球磨介质。
13、作为优选的技术方案，步骤(4)中，造粒时加入20wt％的pva溶液作为粘结剂。
14、作为优选的技术方案，步骤(4)中，压制时的压力为20mpa，且压制成的圆柱样品尺寸为：直径12mm×厚度4～6mm。
15、本专利技术的微波介电材料的主要的物相成分为litmsio4和liy9(sio4)6o2，通过固相反应法获得具有近零τf值的高熵硅酸盐微波介质陶瓷。本专利技术展示的微波介电材料，具有近零的τf值(-1.28ppm/℃)。
16、与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术在lihosio4(τf＝+23.3ppm/℃)的基础上进行改善，通过高熵的策略来调控氧八面体畸变使整个系统具有近零的τf值，并且对其它的微波介电性能以及烧结温度并未造成明显的恶化，本专利技术所提供的近零τf的微波介电材料：li(yb0.2ho0.2tm0.2in0.2y0.2)sio4，其烧结温度为1060～1140℃，τf＝-1.28ppm/℃，εr＝9.1～9.8，q×f＝15 700～20 100ghz；近零的τf值能够提高制成的微波元器件的稳定性，可广泛应用于新一代无线移动通信及微波通信中。
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1.一种基于氧八面体畸变调控实现温度稳定性的高熵硅酸盐微波介电材料，其特征在于，所述材料的化学组成为：
2.根据权利要求1所述的基于氧八面体畸变调控实现温度稳定性的高熵硅酸盐微波介电材料，其特征在于，制备时的烧结温度为1060～1100℃。
3.权利要求1或2所述的基于氧八面体畸变调控实现温度稳定性的高熵硅酸盐微波介电材料的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(1)和步骤(3)中，均以氧化锆球作为磨球，以去离子水作为球磨介质。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(4)中，造粒时加入20wt％的PVA溶液作为粘结剂。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(4)中，压制时的压力为20MPa，且压制成的圆柱样品尺寸为：直径12mm×厚度4～6mm。
【技术特征摘要】
1.一种基于氧八面体畸变调控实现温度稳定性的高熵硅酸盐微波介电材料，其特征在于，所述材料的化学组成为：
2.根据权利要求1所述的基于氧八面体畸变调控实现温度稳定性的高熵硅酸盐微波介电材料，其特征在于，制备时的烧结温度为1060～1100℃。
3.权利要求1或2所述的基于氧八面体畸变调控实现温度稳定性的高熵硅酸盐微波介电材料的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：
【专利技术属性】
技术研发人员：赖元明，张林侨，向平文，刘枫，
申请(专利权)人：成都理工大学，
类型：发明
国别省市：
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