[发明专利]一种适用于5G毫米波通讯应用的低介微波介质陶瓷材料及其制备方法在审
| 申请号： | 202010766956.8 | 申请日： | 2020-08-03 |
| 公开（公告）号： | CN112266232A | 公开（公告）日： | 2021-01-26 |
| 发明（设计）人： | 刘兵;沙柯;周梦飞;宋开新 | 申请（专利权）人： | 杭州电子科技大学 |
| 主分类号： | C04B35/01 | 分类号： | C04B35/01;H01B3/12;C04B35/626;C04B35/634;C04B35/64 |
| 代理公司： | 浙江千克知识产权代理有限公司 33246 | 代理人： | 周希良 |
| 地址： | 310018 浙江省杭州市*** | 国省代码： | 浙江;33 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 适用于 毫米波 通讯 应用 微波 介质 陶瓷材料 及其 制备 方法 | ||
1.一种适用于5G毫米波通讯应用的低介微波介质陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)配料：将原料CaCO3、Ga2O3按照CaGa2O4的化学计量比1：1进行配比；
(2)混料：将配料得到的物料、球磨珠、无水乙醇按照1：5：2的质量比置于球磨机中进行湿法球磨，得到泥浆状原料；
(3)烘干：将步骤(2)的泥浆状原料置入烘箱中烘干至恒重，得到干燥的混合料；
(4)预烧：将步骤(3)的混合料过筛分散，然后置入高温炉中预烧，预烧温度为900～1100℃，制得CaGa2O4粉体；
(5)二次球磨：在步骤(4)所得的CaGa2O4粉体中加入无水乙醇和球磨珠，置于球磨机中研磨，形成CaGa2O4浆料；
(6)烘干：将步骤(5)的CaGa2O4浆料置于烘箱中烘干至恒重，得到CaGa2O4粉体；
(7)造粒：将步骤(6)的CaGa2O4化合物粉末过100目标准筛，取筛下料加入聚乙烯醇溶液，混合均匀后将粉料颗粒过60目标准筛，取筛下料压制成圆柱体生坯；
(8)排胶：将圆柱体生坯置于高温炉中以5℃/min的速度升温至650℃，保温2h；
(9)烧结：将排胶处理后的圆柱体生坯进行烧结处理，得到微波介质陶瓷材料CaGa2O4。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述烧结处理的工艺包括：以5℃/min的速度将温度升至1200～1300℃烧结3h，然后以1℃/min的速度降温至1100℃，最后自然降温。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚乙烯醇溶液的添加量为筛下料CaGa2O4化合物粉末质量的3～5wt％。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在配料前，原料CaCO3和Ga2O3分别放入球磨机连续球磨10h以上从而保证原料均匀、分散；其中，原料、氧化锆球磨介质、无水乙醇的质量比为1：5：2。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(9)之后还包括以下步骤：
(10)后期机械加工：将烧结好的微波介质陶瓷材料CaGa2O4进行研磨抛光。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述CaCO3的纯度为99.99％，所述Ga2O3的纯度为99.99％。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述球磨机为行星式球磨机，转速为260r/min。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中的预烧温度为1000℃。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述圆柱体生坯的直径为12.7mm，高度为4mm。
10.如权利要求1-9任一项所述制备方法制得的低介微波介质陶瓷材料，其特征在于，化学式为CaGa2O4，介电常数εr范围为9.8～10.5，品质因数Qf的范围为6800～30800GHz，谐振频率温度系数τf范围为-58.5～-61.2ppm/℃。
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