[发明专利]一种介电常数可调中低介电常数氮化硅陶瓷及其制备方法有效

专利信息
申请号: 201611168857.X 申请日: 2016-12-16
公开(公告)号: CN108203302B 公开(公告)日: 2020-08-14
发明(设计)人: 曾宇平;梁汉琴;左开慧;夏咏锋;姚冬旭;尹金伟 申请(专利权)人: 中国科学院上海硅酸盐研究所
主分类号: C04B35/584 分类号: C04B35/584;C04B35/64
代理公司: 上海瀚桥专利代理事务所(普通合伙) 31261 代理人: 郑优丽;熊子君
地址: 200050 *** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 一种 介电常数 可调 氮化 陶瓷 及其 制备 方法
【权利要求书】:

1.一种介电常数可调中低介电常数氮化硅陶瓷,其特征在于,所述氮化硅陶瓷由Si3N4、Al2O3、Nd2O3以及BaTiO3四种起始原料于1650~1750℃烧结而成,在起始原料中,Al2O3和Nd2O3合计的质量百分比为5~10%,其中Al2O3的质量百分比为1.84~3.68%,Nd2O3的质量百分比为3.16~6.32%,BaTiO3的质量百分比为5~20%,所述氮化硅陶瓷的抗弯强度为462~648MPa,介电常数为8.42~12.96,介电损耗为4.2×10-3~9.7×10-3

2.根据权利要求1所述的介电常数可调中低介电常数氮化硅陶瓷,其特征在于,在起始原料中,Al2O3和Nd2O3的摩尔质量比例为2~5.5:1。

3.根据权利要求2所述的介电常数可调中低介电常数氮化硅陶瓷,其特征在于,Al2O3和Nd2O3的摩尔质量比例为3:1。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的介电常数可调中低介电常数氮化硅陶瓷,其特征在于,通过调节起始原料中BaTiO3的含量来调节所述氮化硅陶瓷的介电常数。

5.一种权利要求1至4中任一项所述的介电常数可调中低介电常数氮化硅陶瓷的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

配制含有Si3N4粉体、Al2O3粉体、Nd2O3粉体和BaTiO3粉体的浆料,球磨、烘干、研磨、过筛,制备出复合粉体原料;

将复合粉体原料成型得到素坯;

将素坯在N2下于1650~1750℃烧结,得到所述氮化硅陶瓷。

6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,Si3N4粉体和Al2O3粉体的平均粒径为0.2~0.8μm,Nd2O3粉体的平均粒径为1~3μm,BaTiO3粉体的纯度>98%,平均粒径为0.5~2μm。

7.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述浆料的溶剂为酒精,固含量为17~24 vol%。

8.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,在球磨中,以Si3N4球为研磨介质,原料与Si3N4球研磨介质的质量比为1:1~1:3,球磨转速为200~400 转/分钟,球磨时间为2~6小时。

9.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述成型的方式为干压预成型和冷等静压,其中干压压力为10MPa~60MPa ,等静压压力为120MPa~280MPa。

10.根据权利要求5至9中任一项所述的制备方法,其特征在于,烧结时间为60~120分钟。

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