[发明专利]一种高强度钙镁钛系微波介质陶瓷材料及其制备方法

权利要求书

1.一种高强度钙镁钛系微波介质陶瓷材料，包括主材和改性添加物，其特征在于：所述主材包括稀土氧化物Ln_aO_b掺杂的Mg_2-3xCa_xTiO_4-2x，以及MgSiO₃，其中Ln为La、Y、Ce、Sm、Pr、Dy、Ho、Er或者Nd；所述主材的化学式为Mg_2-3xCa_xTiO_4-2x(zLn_aO_b)·yMgSiO₃，其中0.1≤x≤0.60，0y≤0.20，0.005≤z≤0.01；所述改性添加物选自ZnO、MnCO₃、Sb₂O₃、SiO₂和MnO₂中的一种或一种以上混合物；所述主材在所述微波介质陶瓷材料中所占的质量分数为99.5～99.9wt％；所述改性添加物在所述微波介质陶瓷材料中所占的质量分数为0.1～0.5wt％。

2.根据权利要求1所述的微波介质陶瓷材料，其特征在于，各个所述改性添加物在所述微波介质陶瓷材料中所占的质量分数范围是：ZnO为0～0.1％，MnCO₃为0～0.4％，Sb₂O₃为0～0.1％，SiO₂为0～0.2％，MnO₂为0～0.3％。

3.一种如权利要求1～2任意一项所述的微波介质陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，合成Mg_2-3xCa_xTiO_4-2x(zLn_aO_b)：将所述Ln_aO_b、Mg(OH)₂、CaCO₃和TiO₂按配比置于球磨机中，加水混合均匀，进行湿法球磨，再在空气气氛中1100℃～1300℃的温度范围煅烧2～4小时，得到稀土Ln_aO_b改性的Mg_2-3xCa_xTiO_4-2x，化学式为Mg_2-3xCa_xTiO_4-2x(zLn_aO_b)；

S2，合成MgSiO₃：将Mg(OH)₂及SiO₂按1：(0.9～1.1)的摩尔比配置于球磨机中，加水混合均匀，进行湿法球磨，再在空气气氛中1150℃～1250℃的温度范围煅烧1～2小时，得到MgSiO₃；

S3，将步骤S1获得的稀土Ln_aO_b改性的Mg_2-3xCa_xTiO_4-2x、步骤S2获得的MgSiO₃以及所述改性添加物按配方要求一并置于球磨机中，加水进行湿法球磨，然后把球磨好的物料进行干燥，获得粉末态的所述微波介质陶瓷材料。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中，通过控制球磨强度和球磨时间来控制球磨后的物料粒径为0.5-1.0um。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，还包括以下步骤：

S4，粉末态的所述微波介质陶瓷材料中加入粘合剂、增塑剂、分散剂，球磨1～2小时，获得浆料，干燥后获得粉料，将粉料压制成生坯；

S5，排胶：将生坯置于加热装置中，升温至500℃～650℃，保温16～32小时，得到坯体；

S6，烧结：排胶后的坯体，在空气气氛中，升温至1300～1380℃并保温3～5小时；

S7，退火：坯体烧结后，在950℃～1050℃范围内，保温1～2小时，得到成型的微波介质陶瓷材料。