[发明专利]MgO基微波陶瓷介质材料及其制备方法

权利要求书

1.MgO基微波陶瓷介质材料，其特征在于，该陶瓷介质材料化学计量比为：MgO+4mol%LiF+xCaTiO₃；

其中，x为0.7mol%,1.4mol%,2.1mol%或2.8mol%；

经烧结后，该陶瓷介质材料介电常数的范围是9.3~10.3，品质因数范围是102340GHz~245965GHz, 温度系数范围是-59.8ppm/℃~-27.8ppm/℃。

2.MgO基微波陶瓷介质材料，其特征在于，该陶瓷介质材料化学计量比为：MgO+4mol%LiF+xSrTiO₃；

其中，x为0.5mol%，1.0 mol%，1.5mol%或2.0mol%；

经烧结后，该陶瓷介质材料介电常数的范围是9.5~11.2,品质因数范围是46815GHz~143011GHz, 温度系数范围是-42.4ppm/℃~+3.5ppm/℃。

3.MgO基微波陶瓷介质材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)原料预处理：将MgO粉末放在炉子里预烧干燥，将炉子设置为5°C/min升温到900°C并保温4h，得到干燥的MgO原料；

(2)制备CaTiO₃粉末：使用CaCO₃和TiO₂固相烧结合成CaTiO₃；具体包括以下步骤：

(2.1)配料：CaCO₃、TiO₂按照CaTiO₃的化学计量比进行配比；

(2.2)一次球磨：将称量好的配料置于球磨机中进行湿法球磨，得到CaTiO₃泥浆状原料；

(2.3) 烘干：将球磨后的浆料倒出，置入烘箱中于80°C~100°C下干燥至恒重，得到干燥的CaTiO₃混合料；

(2.4)预烧：将上一步得到的恒重混合料先过60目标准筛，分散混合料后，置入高温炉中预烧4h，使混合料初步反应为CaTiO₃；

(2.5)二次球磨:将预烧合成的化合物加入无水乙醇置于球磨机中研磨24h，形成CaTiO₃浆料；

(2.6)烘干：将CaTiO₃浆料取出，置于烘箱中80°C~100°C干燥至恒重，得到CaTiO₃粉末；

(3)制备MgO基微波陶瓷介质材料，具体包括以下步骤：

(3.1)配料：将MgO，LiF，与合成的CaTiO₃以化学计量比为：MgO+4mol% LiF+xCaTiO₃进行配比；

其中，x为0.7mol%， 1.4mol%，2.1mol%或2.8mol%；

(3.2)一次球磨：将混好的混料一起加入到球磨罐中，再加入一定量的无水乙醇作为介质，放入球磨机中球磨12h，设置的转速为240r/min，球磨完之后将浆料放入到烘干设备 中烘干至恒重；

(3.3) 预烧：将烘干之后的粉末过90目的筛子，使颗粒的大小均匀，再放入氧化铝坩埚中置于高温炉中以4°C/min的升温速率升温到1200°C保温4h；

(3.4) 二次球磨：将预烧之后的原料再次放入球磨罐中球磨，再加入一定量的无水乙醇作为介质，放入球磨机中球磨12h，设置的转速为240r/min，球磨完之后将浆料放入到烘干设备 中烘干至恒重；

(3.5) 造粒：将烘干之后的块状的原料利用玛瑙研钵研磨成粉状，然后再加入8wt%的PVA作为粘合剂，使之和原料混合均匀之后，分别通过60目、90目、140目的筛子，通过140目的混合粉末作为烧结的垫料，将通过90目但是没有通过140目的粉末作为下一步的原料；

(3.6) 压制成型：称取一定量的粉末倒入到模具中，然后放在压片机中以8MPa的压强下保持一分钟，就可以压制成直径是12mm，高度为8mm的陶瓷生坯；

(3.7)排胶烧结：将压制好的生坯放入到高温炉中，设置炉子的升温速率为4°C/min，升温到650°C的温度下保温4h排胶，然后再按照相同的升温速率升高到致密化烧结温度下保温4h，然后以4°C/min的降温速率降到800°C后将程序停止，使炉子自然降温；

(3.8) 样品后期处理与测试：将烧结之后的陶瓷样品用抛光机将陶瓷表面抛光处理，然后再超声清洗处理。