[发明专利]一种具有低介电常数的钙钴硅微波介质陶瓷

说明书

本发明公开了一种具有低介电常数的钙钴硅微波介质陶瓷及其制备方法，其原料组成为CaCoSi₂O₆。按照配料、一次球磨、干燥、过筛、1100℃预烧、二次球磨、造粒、压制成型为坯体，坯体于在排蜡时于550℃保温90～300min，然后升温到1125～1200℃烧结2小时，制得低介电常数的钙钴硅微波介质陶瓷。本发明成功地获得了介电常数约为4.6～7.2、Q×f最高可达到12456.9GHz、谐振频率温度系数接近于0的低介电常数微波介质陶瓷。本发明制备工艺简单，过程无污染，是一种很有前途的微波介质材料。

技术领域

本发明属于一种以成分为特征的陶瓷组合物，特别涉及一种在不同的温度下烧结、最后获得具有低介电常数的钙钴硅微波介电陶瓷及其制备方法。

背景技术

随着微波通信技术和雷达系统的发展，以往的通信频带已不能满足现代通信的需要。微波技术正朝着毫米波、亚毫米波等更高频率的方向发展。低介电常数微波介质陶瓷材料可广泛应用于卫星通讯，导弹遥控和全球卫星定位系统天线等，这些领域要求陶瓷具有较小的介电常数和较低的谐振频率温度系数。为了减少毫米波、亚毫米波中的信号延迟现象，提高信息的传输速率，具有低的介电常数的微波介质陶瓷的发展和研究受到越来越多的关注。

硅酸盐系微波介质陶瓷由于具有正四面体([SiO₄]^4-)的框架结构，在此框架结构中，离子键占45％，共价键占55％，受强度大的共价键的影响，材料的介电常数很低，因而引起了大家广泛的研究。本发明采用传统固相法来制备纯相的钙钴硅微波介质陶瓷，获得了很低的介电常数的微波介电性能。

发明内容

本发明的目的，是在现有技术的基础上，以CaCO₃、CoCO₃、SiO₂作为原料，制备出更低介电常数的钙钴硅微波介质陶瓷。

本发明通过如下技术方案予以实现：

一种具有低介电常数的钙钴硅微波介质陶瓷，其组成为CaCoSi₂O₆。

上述钙钴硅微波介质陶瓷的制备方法，具有以下步骤：

(1)将CaCO₃、CoCO₃、SiO₂作为原料，按化学式CaCoSi₂O₆进行配料，将粉料放入球磨罐中，加入去离子水及氧化锆球，球磨8小时；

(2)将步骤(1)球磨后的原料置于110℃烘干，待原料烘干后过40目筛，获得颗粒均匀的粉料；

(3)将步骤(2)混合均匀的粉料装入坩埚后在1100℃下预烧2小时；

(4)在步骤(3)预烧后的陶瓷粉料放入球磨罐中，加入去离子水与氧化锆球，二次球磨8小时，并于110℃温度烘干；烘干后在陶瓷粉料中外加15％重量百分比的石蜡进行造粒，过60目筛，再压制成坯体；

(5)将步骤(4)的坯体缓慢升温至550℃排蜡，然后在550℃下保温90～300min，于1125～1200℃烧结，保温2小时，制得钙钴硅微波介质陶瓷。

所述步骤(1)的CaCO₃、CoCO₃、SiO₂原料的质量纯度大于99.9％。

所述步骤(4)采用粉末压片机压制成坯体，压力为6Mpa。

所述步骤(5)中在550℃下保温180min,于1175℃烧结。