[发明专利]一种介质基板的制备方法及超材料

权利要求书

1.一种介质基板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

a.制备具有一定几何形状的钛酸锶钡陶瓷；

b.将硅源加入到乙醇和水的混合溶剂中，混合均匀后，调节pH值，得到溶胶，在形成凝胶之前将所述钛酸锶钡陶瓷置于所述溶胶中；

c.静置使所述溶胶老化形成凝胶，以乙醇或丙酮作为置换剂，去除所述凝胶内的水；

d.将乙醇或丙酮进行干燥，再进行热处理，使所述凝胶形成多孔硅石气凝胶，得到以所述多孔硅石气凝胶为基体并镶嵌有钛酸锶钡陶瓷的介质基板。

2.根据权利要求1所述的介质基板的制备方法，其特征在于，所述步骤a中，钛酸锶钡陶瓷的制备方法如下：

a1、将用于制备钛酸锶钡的有机或无机钡源、有机或无机锶源、有机或无机钛源按照Ba_(1-x)Sr_xTiO₃的化学计量比混合，其中x为0-1之间的任意实数；

a2、在上述混合物中加入粘结剂，采用干压成型的方法获得具有一定几何形状的坯体；

a3、将所述坯体在还原性气氛中以1200-1500℃的高温进行烧结，得到钛酸锶钡陶瓷。

3.根据权利要求2所述的介质基板的制备方法，其特征在于，所述钡源为碳酸钡，所述锶源为碳酸锶、所述钛源为二氧化钛。

4.根据权利要求2所述的介质基板的制备方法，其特征在于，所述粘结剂为聚乙烯醇缩丁醛。

5.根据权利要求2所述的介质基板的制备方法，其特征在于，所述坯体的几何形状为棱柱体或圆柱体或以不规则面为底面的柱体。

6.根据权利要求2所述的介质基板的制备方法，其特征在于，所述还原性气氛为空气或体积分数为5％氢气和95％氮气的混合气体气氛。

7.根据权利要求1所述的介质基板的制备方法，其特征在于，所述步骤b中，所述混合溶胶剂中还加入有干燥控制剂，所述干燥控制剂为甲酰胺和乙二醇。

8.根据权利要求1所述的介质基板的制备方法，其特征在于，所述硅源为正硅酸乙酯、正硅酸甲酯、硅溶胶或水玻璃。

9.根据权利要求1所述的介质基板的制备方法，其特征在于，所述b步骤中，调节pH值为2-4或11-13。

10.根据权利要求1所述的介质基板的制备方法，其特征在于，所述b步骤中，所述混合溶剂中还加入二氧化钛粉体或玻璃纤维作为添加剂。

11.根据权利要求1所述的介质基板的制备方法，其特征在于，所述c步骤中，去除所述凝胶内的水后还包括：用表面修饰剂对所述凝胶进行疏水处理。

12.一种超材料，包括介质基板以及阵列在介质基板上的多个人造微结构，其特征在于：所述介质基板以多孔硅石气凝胶为基体，所述多孔硅石气凝胶内镶嵌有具有一定几何形状的钛酸锶钡陶瓷。

13.根据权利要求12所述的超材料，其特征在于，所述钛酸锶钡陶瓷的几何形状为棱柱体或圆柱体或以不规则面为底面的柱体。

14.根据权利要求12所述的超材料，其特征在于，所述钛酸锶钡陶瓷设置有多个，所述多个钛酸锶钡陶瓷呈一定的间隔距离依次排列。