[发明专利]一种5G高频用超低介电常数中空二氧化硅及其制备方法

权利要求书

1.一种5G高频用超低介电常数中空二氧化硅材料，其特征在于，所述中空二氧化硅材料为闭合空腔结构，其壳体具有气孔，其空腔体积分率为0-86％；在20-43.5GHz频带流向的介电常数为1.5-3.3，介电损耗角正切为0.0005-0.004；

所述5G高频用超低介电常数中空二氧化硅材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)将选定的模板溶液加入氨水溶液混匀，经充分搅拌分散，得到纳米级模板粒子；

(2)将得到的模板粒子经固液分离并洗涤、干燥后，于100-800℃进行煅烧，将煅烧后的模板粒子充分研磨后分散于无水乙醇中，并加入催化剂及有机硅化合物，于25-60℃进行恒温反应，经固液分离去除杂质粒子，得到带模板的二氧化硅粒子；

(3)将得到的二氧化硅粒子分散于纯水溶液中，加入稀酸溶解模板或者经煅烧除去模板，经固液分离并洗涤后，得到中空二氧化硅粒子；

(4)将得到的中空二氧化硅粒子配制成水溶液，加入氨水调节体系pH至强碱性，并加入硅溶胶混合，于50-200℃进行熟化反应，反应完成后，经固液分离、洗涤并干燥，得到中空二氧化硅粉体；

(5)将得到的中空二氧化硅粉体于150-250℃进行第一次低温煅烧，随后于250-800℃进行第二次煅烧，即得。

2.一种制备权利要求1所述5G高频用超低介电常数中空二氧化硅材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将选定的模板溶液加入氨水溶液混匀，经充分搅拌分散，得到纳米级模板粒子；

(2)将得到的模板粒子经固液分离并洗涤、干燥后，于100-800℃进行煅烧，将煅烧后的模板粒子充分研磨后分散于无水乙醇中，并加入催化剂及有机硅化合物，于25-60℃进行恒温反应，经固液分离去除杂质粒子，得到带模板的二氧化硅粒子；

(3)将得到的二氧化硅粒子分散于纯水溶液中，加入稀酸溶解模板或者经煅烧除去模板，经固液分离并洗涤后，得到中空二氧化硅粒子；

(4)将得到的中空二氧化硅粒子配制成水溶液，加入氨水调节体系pH至强碱性，并加入硅溶胶混合，于50-200℃进行熟化反应，反应完成后，经固液分离、洗涤并干燥，得到中空二氧化硅粉体；

(5)将得到的中空二氧化硅粉体于150-250℃进行第一次低温煅烧，随后于250-800℃进行第二次煅烧，即得。

3.根据权利要求2所述5G高频用超低介电常数中空二氧化硅材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述模板溶液包括氧氯化锆水溶液、硫酸铝铵水溶液、偏铝酸钠水溶液、氯化钙水溶液、氢氧化钙水溶液、聚丙烯酸盐水溶液、聚丙烯酸盐氨化水溶液、碳纳米管水分散液中的至少一种。

4.根据权利要求3所述5G高频用超低介电常数中空二氧化硅材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，控制所述模板溶液通过超声波雾化喷嘴加入高速搅拌的氨水溶液中，并不断通入气体形成扰动。

5.根据权利要求2-4任一项所述5G高频用超低介电常数中空二氧化硅材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，控制所述模板粒子的尺寸为5-500nm。

6.根据权利要求5所述5G高频用超低介电常数中空二氧化硅材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述催化剂包括酸性催化剂或碱性催化剂；

所述酸性催化剂包括柠檬酸或L-抗坏血酸；

所述碱性催化剂包括乙二胺、氨水或柠檬酸钠。

7.根据权利要求6所述5G高频用超低介电常数中空二氧化硅材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述有机硅化合物包括硅烷及其与醇类的化合物、卤代硅烷、硅醚和硅酮中的至少一种。

8.根据权利要求7所述5G高频用超低介电常数中空二氧化硅材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述稀酸包括pH＝1-5的稀硫酸、稀盐酸、稀硝酸、稀磷酸中的至少一种。

9.根据权利要求8所述5G高频用超低介电常数中空二氧化硅材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，所述硅溶胶的粒径小于10nm。

10.权利要求1所述5G高频用超低介电常数中空二氧化硅材料在5G通讯领域中的应用。