[发明专利]一种低介电常数微波介质陶瓷材料及其制备方法

权利要求书

1.一种低介电常数微波介质陶瓷材料，其特征在于所述陶瓷材料的化学组成式为：(1-z)Ca₂Na_6-yLi_yAl₆Si₆O₂₄(XO₄)₂-zTiO₂，其中0.5≤y≤3，0.05≤z≤0.1，z为摩尔比，X为S，Mo或W中的一种；该陶瓷材料的微波介电性能为：介电常数为19.3～21.6，品质因数Qf为43500～67100GHz，谐振频率温度系数为-18ppm/℃～7ppm/℃。

2.根据权利要求1所述的低介电常数微波介质陶瓷材料，其特征在于所述的陶瓷材料中，Ca₂Na_6-yLi_yAl₆Si₆O₂₄(XO₄)₂(其中0.5≤y≤3)的结构为蓝方石结构，且其品质因数为51000～70600GHz，介电常数为17.2～19.4，谐振频率温度系数为负。

3.一种权利要求1所述的低介电常数微波介质陶瓷材料的制备方法，其特征在于它由以下步骤组成：

(1)按照(1-z)Ca₂Na_6-yLi_yAl₆Si₆O₂₄(XO₄)₂-zTiO₂中Ca:Na:Li:Al:Si:X:Ti的摩尔比称取含各元素的原料，其中0.5≤y≤3，0.05≤z≤0.1，z为摩尔比，X为正六价元素；然后将称取好的原料进行湿式球磨，球磨2小时；球磨后烘干得到原料混合物粉体，将粉体压制成块状体，在1000℃下保温4小时，得到样品烧块；

(2)将样品烧块研磨碎，放入球磨罐内，球磨罐内预先装有氧化锆球和去离子水；将球磨罐放进球磨机，设置球磨机的公转转速为每分钟280rpm，湿式球磨2小时后停止；往球磨罐内加入少量分散剂，然后以球磨罐自转方式，转速为每分钟300rpm进行球磨1小时，球磨后烘干得样品粉体；

(3)将烘干的样品粉体放入装有适量一定配比的去离子水和乙醇混合液的球磨罐内，再将该球磨罐放至超声清洗机中，超声清洗机中装有水，球磨罐固定于水中，水的高度为球磨罐高度一半；设定超声清洗机的加热保温程序，加热清洗机内的水至40℃并在此温度保温；然后合上球磨罐盖子，开启超声振动，样品粉体在密封环境下被超声振动，超声频率为50kHz，超声振动30分钟；然后除去球磨罐盖子，加热超声清洗机中水的温度至95℃并保温该温度，超声振动30分钟，超声频率为30kHz；

(4)超声振动结束后烘干，得到样品粉体，然后造粒、过筛，将过筛后的颗粒压制成型，然后在1075℃～1125℃下烧结4小时成瓷，得到低介电常数微波介质陶瓷材料。

4.根据权利要求3所述的低介电常数微波介质陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述的制备方法中，正六价元素X为S，Mo或W中的一种。

5.根据权利要求3所述的低介电常数微波介质陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述的制备方法中，含各元素的原料为CaCO₃、Na₂CO₃、Li₂CO₃、Al₂O₃、SiO₂、(NH₄)₂SO₄、WO₃、MoO₃和TiO₂。

6.根据权利要求3所述的低介电常数微波介质陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述的分散剂为聚丙烯酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠及聚乙二醇的混合物液体，且该分散剂的添加量为样品质量的0.1％；聚丙烯酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠及聚乙二醇的质量比为3:1:1:1。

7.根据权利要求3所述的低介电常数微波介质陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中的去离子水和乙醇混合液由以下配比组成：去离子水重量：乙醇重量＝1：9。