[发明专利]微波体衰减陶瓷材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种微波体衰减陶瓷材料，该陶瓷材料包括基体相和微波衰减相，所述微波衰减相的平均粒径为1‑2μm；所述微波衰减相均匀地分布在所述基体相的晶粒间界，形成了晶界网络结构。该微波体衰减材料制备得到的大功率高频微波真空电子器件具有高导热率和好的衰减量。本发明还公开了该微波体衰减陶瓷材料的制备方法和应用。

技术领域

本发明涉及陶瓷材料领域。更具体地，涉及一种微波体衰减陶瓷材料及其制备方法和应用。

背景技术

在微波真空电子器件中，需要用到微波体衰减材料，来吸收非设计模式的波和消除边带振荡，从而保证器件的精准运行。由于电磁波在被微波体衰减材料吸收后会转化成热能，为防止产生的热量影响器件的正常运行，要求微波体衰减材料不仅需具有足够的衰减量，还需有良好的导热性和高温稳定性。

目前研究的微波体衰减材料均只能较好的应用在低频或中高频如X波段、K波段的微波真空电子器件中。适用于高频，尤其是W波段的大功率高频率的微波真空电子器件的微波体衰减材料的研究则相对很少或成本很高。主要原因在于，电子器件的频率越高，其体积就需越小，制备也越困难，从而需要微波体衰减材料具有更高的导热率以及更高的衰减量，但在现有的研究中，同时改善微波体衰减材料的导热率和衰减量是一个相互矛盾的过程。例如，在氮化铝-碳化硅复相衰减瓷中，微波衰减相碳化硅含量低(＜20wt％)时，材料具有较好的导热性，但此时其在高频率波段的衰减量很小；而当微波衰减相碳化硅含量过高时，虽然其在高频率波段的衰减能提高，但热导率下降严重，且材料体系需要的烧结温度高。

因此，针对以上问题，需要提供一种新的适用于大功率高频率微波真空电子器件的微波体衰减材料。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种微波体衰减陶瓷材料，将其应用于全频波段，尤其是高频，特别是W波段的大功率高频率微波真空电子器件中时同时兼具高的衰减量、好的导热性以及高温热稳定性。

本发明的第二个目的在于提供一种微波体衰减陶瓷材料的制备方法。

本发明的第三个目的在于提供一种微波体衰减陶瓷材料的应用。

为达到上述第一个目的，本发明提供一种微波体衰减陶瓷材料，该陶瓷材料包括基体相和微波衰减相，所述微波衰减相的平均粒径为1-2μm；所述微波衰减相均匀地分布在所述基体相的晶粒间界。

优选地，所述微波衰减相均匀地分布在所述基体相的双晶或三晶或多晶交汇处。

优选地，所述基体相选自氮化铝或氧化铝。

优选地，所述微波衰减相选自碳化硅、碳化钛和氮化钛中的一种或几种。

优选地，所述陶瓷材料中，基体相的含量为55-80wt％，微波衰减相的含量为20-45wt％。

优选地，所述陶瓷材料中，还包括3-10wt％的烧结助剂，所述烧结助剂包含氧化镁、氧化钙、氟化钙、二氧化钛和氧化铝中的至少一种，或者氧化钇、铝酸钇、氟化钇或镧系金属氧化物或氟化物其中一种或几种的组合。

为达到上述第二个目的，本发明提供一种微波体衰减陶瓷材料的制备方法，该制备方法包括如下步骤：

将包括基体相、微波衰减相的原料混合，成型，得预制体；

将所述预制体常压烧结，得所述微波体衰减陶瓷材料。

优选地，所述原料中还包括烧结助剂；所述混合为将基体相、微波衰减相和烧结助剂混合。

优选地，所述烧结助剂包含氧化镁、氧化钙、氟化钙、二氧化钛和氧化铝中的至少一种，或者氧化钇、铝酸钇、氟化钇或镧系金属氧化物或氟化物其中一种或几种的组合。

优选地，所述成型的方式为冷等静压成型。