[发明专利]一种透波高介电陶瓷材料及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种透波高介电陶瓷材料及其制备方法与应用，所述透波高介电陶瓷材料由以下重量分数的原料制成：氮化硅80‑95％，烧结助剂5‑20％，高介电组分的添加量为氮化硅与烧结助剂总重的5‑30％。本发明实施例示例的透波高介电陶瓷材料，不仅具有良好的力学性能(弯曲强度≥150MPa)，还具有优异介电性能，介电常数ε介于7.5‑10.0，介电损耗＜0.02(短路波导法测试的X/Ku/Ka波段)，能够满足多功能天线罩对透波高介电陶瓷材料的使用需求。

技术领域

本发明涉及材料制备技术领域，尤其涉及一种多功能天线罩使用的透波高介电陶瓷材料的制备方法。

背景技术

近年来，随着科学技术的飞速发展，现代战争日益复杂的战场环境，对导弹的精确制导及抗干扰能力提出了更高的要求。目前，单一的制导方式难以完成作战使命，必须发展多模复合寻的制导方式，这就给其关键部件天线罩的设计与材料选择提出了更大的挑战。目前，虽然氮化硅陶瓷材料具有优异的力、热、电及抗热震、耐烧蚀性能，亦被美国佐治亚理工学院称为“最有希望的天线罩材料”，但由于其介电性能较低(介电常数ε≤7.5)，尚不能满足多功能天线罩使用的透波高介电陶瓷材料的要求。截止目前，尚未有多功能天线罩使用的透波高介电陶瓷材料的制备方法。

发明内容

基于上述现有技术，本发明的目的在于提供一种透波高介电陶瓷材料及其制备方法与应用。

第一方面，本申请实施例提供一种透波高介电陶瓷材料，由以下重量分数的原料制成：氮化硅80-95％，烧结助剂5-20％，高介电组分的添加量为氮化硅与烧结助剂总重的5-30％。

优选的：所述高介电组分包含二氧化钛或者钛酸盐，其中钛酸盐包含钛酸钙、钛酸钡、钛酸镁等中的一种以上，化学试剂等级为分析纯。

优选的：所述氮化硅的粒径为0.5-1.5μm，α相含量≥93％。

优选的：所述烧结助剂的粒径＜1.5μm，烧结助剂包含氧化铝及稀土氧化物中的一种以上，其中稀土氧化物为氧化钕、氧化钇、氧化镧、氧化钐等中的一种以上。

第二方面，本申请的实施例提供上述透波高介电陶瓷材料在制备多功能天线罩中的应用。

第三方面，本申请的实施例提供上述透波高介电陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：配料、球磨、成型和烧结。

优选的：所述配料中还包括分散介质，分散介质用量与所有粉体总重的重量比可以为(1-2.5)：1，该分散介质可以为无水乙醇。

优选的：所述成型方式为冷等静压成型。进一步的：所述冷等压成型的压力为40-200MPa。

优选的：所述烧结为在氮气气氛下烧结，气氛压力为0.1-6.0MPa，烧结温度为1650-1850℃，高温保温时间为60-300min。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明实施例示例的透波高介电陶瓷材料，不仅具有良好的力学性能(弯曲强度≥150MPa)，还具有优异介电性能，介电常数ε介于 7.5-10.0，介电损耗＜0.02(短路波导法测试的X/Ku/Ka波段)，能够满足多功能天线罩对透波高介电陶瓷材料的使用需求。

2、本发明实施例示例的透波高介电陶瓷材料的制备方法，步骤简单，对操作人员的技术要求低，节省了人工成本，适于工业化生产。

具体实施方式

为了更好的了解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例一