專利名稱：氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及介質(zhì)陶瓷領(lǐng)域，特別涉及氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷及其制備方法。
背景技術(shù)：
微波介質(zhì)陶瓷是一種在微波頻段電路中作為介質(zhì)材料的新型功能電子陶瓷，其具有介電常數(shù)高、損耗低、頻率溫度系數(shù)小等特點(diǎn)。微波介質(zhì)陶瓷可以制成介質(zhì)諧振器、雙工器、介質(zhì)濾波器等微波元器件，應(yīng)用于移動(dòng)通訊、衛(wèi)星通訊軍用雷達(dá)和衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)等領(lǐng)域，以滿足上述基站天饋系統(tǒng)中濾波單元小型化及第損耗等高性能指標(biāo)的需要。Al2O3作為一種重要的微波介質(zhì)材料，其具有高的品質(zhì)因子(在IOGHz條件下Q> 14000)、相對(duì)低的介電常數(shù)(e ^ 10)和良好的熱學(xué)(導(dǎo)熱率> 30W/mK，熱膨脹系數(shù)^ 8ppm/°C )及力學(xué)性能(抗彎強(qiáng)度> 3000kg/cm2)。它作為通信介質(zhì)諧振器和關(guān)鍵支撐材料主要應(yīng)用在10 300GHz微波 亞毫米波的頻率范圍內(nèi)，以及用在時(shí)鐘的超穩(wěn)定振蕩器上和電路基版上。目前，我國(guó)生產(chǎn)的Al2O3基微波介質(zhì)陶瓷，采用高純a-Al2O3通過(guò)成型煅燒制備而成，但是燒結(jié)溫度過(guò)高，一般在1700°C以上，而且陶瓷的致密性差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷，燒結(jié)溫度低，致密性好。 本發(fā)明提供了一種氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷，其化學(xué)組成的表達(dá)式為式(I):X a -Al2O3- (1-X)R (I);其中，X為 0.965 0.99 ;R為改性添加劑，包括第一添加劑和第二添加劑，所述第一添加劑為MgO、CaCO3和SiO2,所述第二添加劑為K20、Na2O, ZnO、Y2O3和B2O3中的一種或多種；MgO的含量為氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的0.2mol% 1.5mol% ；CaCO3的含量為氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的0.03mol% lmol% ；K2O的含量為氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的0mol% 0.5mol% ；Na2O的含量為氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的0mol% 0.6mol% ；ZnO的含量為氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的0mol% 0.6mol% ；Y2O3的含量為氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的0mol% 0.4mol% ；SiO2的含量為氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的0.3mol% 1.8mol% ；B2O3的含量為氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的0mol% 0.5mol%。優(yōu)選的，Y2O3的含量為氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的0.1mo 1% 0.3mol%。優(yōu)選的，ZnO的含量為氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的0.1mo 1% 0.3mol%。優(yōu)選的，MgO的含量為氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的0.4mol% 1.2mol%。優(yōu)選的，CaCO3的含量為氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的0.04mol% 0.5mol%。
優(yōu)選的，SiO2的含量為氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的0.3mol% 1.3mol%。本發(fā)明還提供了一種氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的制備方法，包括以下步驟:(A)將a -Al2O3、第一添加劑和第二添加劑進(jìn)行球磨，烘干得到粉體；所述第一添加劑為MgO、CaCO3和SiO2,所述第二添加劑為K20、Na2O, ZnO、Y2O3和B2O3中的一種或多種；(B)將所述粉體造粒，干壓成型，得到壓片；(C)將所述壓片在1450 1550°C燒結(jié)，得到氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷，其化學(xué)組成的表達(dá)式為式(I):X a -Al2O3- (l_x)R (I);其中，X為 0.965 0.99 ;R為改性添加劑，包括第一添加劑和第二添加劑，所述第一添加劑為MgO、CaCO3和SiO2,所述第二添加劑為K20、Na2O, ZnO、Y2O3和B2O3中的一種或多種；MgO的含量為氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的0.2mol% 1.5mol% ；CaCO3的含量為氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的0.03mol% lmol% ；K2O的含量為氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的0mol% 0.5mol% ；Na2O的含量為氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的0mol% 0.6mol% ；ZnO的含量為氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的0mol% 0.6mol% ；Y2O3的含量為氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的0mol% 0.4mol% ；SiO2的含量為氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的0.3mol% 1.8mol% ；B2O3的含量為氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的0mol% 0.5mol%。優(yōu)選的，所述步驟(A)中，所述a-Al2O3、第一添加劑和第二添加劑的粒徑分布均滿足D50彡0.2 μ m。優(yōu)選的,所述步驟(B)中，所述造粒時(shí)添加粘結(jié)劑,所述粘結(jié)劑為5 8wt%聚乙烯醇溶液。 優(yōu)選的，所述步驟(C)中，所述燒結(jié)的時(shí)間為I 3小時(shí)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的化學(xué)組成的表達(dá)式為:X a -Al2O3- (1-χ) R，其中，χ 為 0.965 0.99 ;R為改性添加劑，包括第一添加劑和第二添加劑，所述第一添加劑為MgO、CaCO3和SiO2，所述第二添加劑為K2O、Na2O、ZnO、Y2O3和B2O3中的一種或多種；Mg0的含量為氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的0.2mol% 1.5mol% ;CaC03的含量為氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的0.03mol% Imo 1% ；K20的含量為氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的0mol% 0.5mol% ；Na20的含量為氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的0mol% 0.6mol% ；Ζη0的含量為氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的0mol% 0.6mol% ；Y2O3的含量為氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的0mol% 0.4mol% ；Si02的含量為氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的0.3mol% 1.8mol% ；B203的含量為氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的0mol% 0.5mol%。本發(fā)明以a -Al2O3為基體，在其中摻雜了 MgO、CaCO3和SiO2,以及K20、Na2O, ZnO、Y2O3和B2O3中的一種或多種作為改性添加劑，提高了氧化鋁的活性，從而降低了燒結(jié)溫度，降低能耗。其次，氧化鋁與改性添加劑配合使用，特別是束縛晶粒生長(zhǎng)的Y2O3和細(xì)晶化ZnO，能夠抑制氧化鋁晶粒在高溫反應(yīng)過(guò)程的異常生長(zhǎng)，提高了陶瓷的致密性，拓寬了生產(chǎn)和使用工藝條件。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明， 本發(fā)明得到的氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷介電常數(shù)ε為9.4 9.9，品質(zhì)因數(shù)Q > 12000 (測(cè)試頻率12GHz)，瓷體密度> 3.8g/cm3，導(dǎo)熱率> 30W/mK，熱膨
脹系數(shù)為8 8.3ppm/°C，抗彎強(qiáng)度> 3000kg/cm2，含水率< 0.01%。
具體實(shí)施例方式為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，而不是對(duì)本發(fā)明權(quán)利要求的限制。本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了一種氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷，其化學(xué)組成的表達(dá)式為式(I):X a -Al2O3- (1-X)R (I);其中，X為 0.965 0.99 ;R為改性添加劑，包 括第一添加劑和第二添加劑，所述第一添加劑為MgO、CaCO3和SiO2,所述第二添加劑為K20、Na2O, ZnO、Y2O3和B2O3中的一種或多種；MgO的含量為氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的0.2mol% 1.5mol% ；CaCO3的含量為氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的0.03mol% lmol% ；K2O的含量為氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的0mol% 0.5mol% ；Na2O的含量為氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的0mol% 0.6mol% ；ZnO的含量為氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的0mol% 0.6mol% ；Y2O3的含量為氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的0mol% 0.4mol% ；SiO2的含量為氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的0.3mol% 1.8mol% ；B2O3的含量為氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的0mol% 0.5mol%。本發(fā)明的氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷，以a -Al2O3為基體，R為改性添加劑，R包括第一添加劑和第二添加劑。所述第一添加劑為Mg0、CaC03和SiO2，所述第二添加劑為K20、Na20、ZnO、Y2O3和B2O3中的一種或多種。Y2O3的含量?jī)?yōu)選為氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的0.1mo 1% 0.3mol%。ZnO的含量?jī)?yōu)選為氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的0mol% 0.3mol%。MgO的含量?jī)?yōu)選為氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的
0.4mol% 1.2mol%。CaCO3的含量?jī)?yōu)選為氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的0.04mol% 0.5mol%。K2O的含量?jī)?yōu)選為氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的0mol% 0.lmol%。Na2O的含量?jī)?yōu)選為氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的0mol% 0.lmol%。SiO2的含量?jī)?yōu)選為氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的0.3mol%
1.3mol%。B2O3的含量?jī)?yōu)選為氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的0.1mo 1% 0.3mol%。所述氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷更優(yōu)選的化學(xué)組成為:x為0.965，本發(fā)明公開(kāi)了一種氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的制備方法，包括以下步驟:(A)將a -Al2O3、第一添加劑和第二添加劑進(jìn)行球磨，烘干得到粉體；所述第一添加劑為MgO、CaCO3和SiO2,所述第二添加劑為K20、Na2O, ZnO、Y2O3和B2O3中的一種或多種；(B)將所述粉體造粒，干壓成型，得到壓片；(C)將所述壓片在1450 1550°C燒結(jié)，得到氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷，其化學(xué)組成的表達(dá)式為式(I):X a -Al2O3- (1-X)R (I);其中，X為 0.965 0.99 ;
R為改性添加劑，包括第一添加劑和第二添加劑，所述第一添加劑為MgO、CaCO3和SiO2,所述第二添加劑為K20、Na2O, ZnO、Y2O3和B2O3中的一種或多種；MgO的含量為氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的0.2mol% 1.5mol% ；CaCO3的含量為氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的0.03mol% lmol% ；K2O的含量為氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的0mol% 0.5mol% ；Na2O的含量為氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的0mol% 0.6mol% ；ZnO的含量為氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的0mol% 0.6mol% ；Y2O3的含量為氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的0mol% 0.4mol% ；SiO2的含量為氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的0.3mol% 1.8mol% ；

B2O3的含量為氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的0mol% 0.5mol%。本發(fā)明選用的原料為a -Al2O3、第一添加劑和第二添加劑，其純度為分析純或者更高純度。a -Al2O3為基體材料，所述第一添加劑為MgO、CaCO3和SiO2,所述第二添加劑為K2O, Na2O, ZnO、Y2O3和B2O3中的一種或多種。所述a -Al2O3、第一添加劑和第二添加劑的粒徑分布優(yōu)選為D50 < 0.2 μ m，更優(yōu)選為D50 < 0.1 μ m。如果選用的原料粒徑較大，優(yōu)選采用機(jī)械方法將原料研磨成粒徑符合要求的粉末，即粒徑分布D50 < 0.2 μ m。a -Al2O3的純度優(yōu)選為高于99.9wt%，其用量為96.5mol% 99mol%，優(yōu)選為97mol% 98mol%。本發(fā)明對(duì)a -Al2O3的來(lái)源沒(méi)有特殊限制，由市場(chǎng)購(gòu)買即可。所述a -Al2O3的摩爾量占所有原料的0.965 0.99。所述改性添加劑的摩爾量占所有原料的0.035 0.01。CaCO3的純度優(yōu)選為99.9wt%以上，其用量為所有原料摩爾量之和的0.03mol% lmol%，優(yōu)選為0.04mol% 0.5mol%。本發(fā)明對(duì)碳酸鈣的來(lái)源沒(méi)有特殊限制，由市場(chǎng)購(gòu)買即可。MgO的純度優(yōu)選為99.9wt%以上，其用量為所有原料摩爾量之和的0.2mol% 1.5mol%，優(yōu)選為0.4mol% 1.2mol%。本發(fā)明對(duì)氧化鎂的來(lái)源沒(méi)有特殊限制，由市場(chǎng)購(gòu)買即可。K2O的純度優(yōu)選為99.9wt%以上，其用量為所有原料摩爾量之和的0mol%
0.5mol%，優(yōu)選為0mol% 0.lmol%。本發(fā)明對(duì)氧化鉀的來(lái)源沒(méi)有特殊限制，由市場(chǎng)購(gòu)買即可。Na2O的純度優(yōu)選為99.9wt%以上，其用量為所有原料摩爾量之和的0mol%
0.6mol%，優(yōu)選為0mol% 0.lmol%。本發(fā)明對(duì)氧化鈉的來(lái)源沒(méi)有特殊限制，由市場(chǎng)購(gòu)買即可。Y2O3的純度優(yōu)選為99.9wt%以上，其用量為所有原料摩爾量之和的Omo 1%
0.4mol%,優(yōu)選為0.1mo 1% 0.3mol%。本發(fā)明對(duì)Y2O3的來(lái)源沒(méi)有特殊限制，由市場(chǎng)購(gòu)買即可。ZnO的純度優(yōu)選為99.9wt%以上，其用量為所有原料摩爾量之和的0mol%
0.6mol%Y203，優(yōu)選為0mol% 0.3mol%。本發(fā)明對(duì)氧化鋅的來(lái)源沒(méi)有特殊限制，由市場(chǎng)購(gòu)買即可。SiO2的純度優(yōu)選為99.9wt%以上，其用量為所有原料摩爾量之和的0.3mol%
1.8mol%，優(yōu)選為0.3mol% 1.3mol%。本發(fā)明對(duì)氧化鋅的來(lái)源沒(méi)有特殊限制，由市場(chǎng)購(gòu)買即可。B2O3的純度優(yōu)選為99.9wt%以上，其用量為所有原料摩爾量之和的Omo 1%
0.5mol%，優(yōu)選為Omol% 0.3mol%。本發(fā)明對(duì)氧化鋅的來(lái)源沒(méi)有特殊限制，由市場(chǎng)購(gòu)買即可。本發(fā)明中首先將將a -Al2O3、第一添加劑和第二添加劑進(jìn)行球磨，烘干得到粉體。本發(fā)明對(duì)球磨沒(méi)有特殊限制，優(yōu)選為在介質(zhì)中利用磨球進(jìn)行球磨，所述介質(zhì)優(yōu)選為乙醇，所述磨球可以為氧化鋯磨球也可以為氮化硅磨球。在球磨過(guò)程中原料、磨球和介質(zhì)的質(zhì)量比優(yōu)選為1:3:1.5。所述球磨的時(shí)間優(yōu)選為2 6小時(shí)，更優(yōu)選為3 4小時(shí)。球磨后的混合物為漿料狀態(tài)，需要進(jìn)行烘干得到粉體。所述烘干的溫度優(yōu)選為100 110°C。所述烘干后優(yōu)選過(guò)篩后再進(jìn)行造粒，所述過(guò)篩優(yōu)選用40 50目的篩網(wǎng)。得到粉體后，將其造粒，干壓成型，得到壓片。所述造粒優(yōu)選為將粉體與粘結(jié)劑混合成漿料進(jìn)行噴霧造粒。所述粘結(jié)劑優(yōu)選為質(zhì)量濃度為5 8wt%的聚乙烯醇溶液，所述粘結(jié)劑的用量?jī)?yōu)選為10 15wt%。本發(fā)明對(duì)噴霧造粒的方法沒(méi)有特殊限制。所述干壓成型的壓力優(yōu)選為100 150MPa。所述壓片的形狀沒(méi)有特別限制，優(yōu)選為圓柱塊體，更優(yōu)選為妒12X6mm的圓柱塊體。得到壓片后，優(yōu)選去除成型的壓片中的粘結(jié)劑，去除粘結(jié)劑的方法優(yōu)選為將壓片在550 650°C下保溫I 3小時(shí)。得到壓片后，將其在1450 1550°C燒結(jié)，得到微波介質(zhì)陶瓷。所述燒結(jié)溫度優(yōu)選為1455 1540°C，所述燒結(jié)時(shí)間優(yōu)選為I 3小時(shí)。

采用網(wǎng)絡(luò)分析儀(Agilent5071C)及相關(guān)配套夾具測(cè)試得到的微波介質(zhì)陶瓷的微波介電性能和熱力學(xué)性能，測(cè)試頻率為12GHz，結(jié)果表明，本發(fā)明制備的微波介質(zhì)陶瓷具有以下性能:本發(fā)明得到的氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷介電常數(shù)e為9.4 9.9，品質(zhì)因數(shù)Q >12000，瓷體密度> 3.8g/cm3，導(dǎo)熱率> 30W/mK，熱膨脹系數(shù)為8 8.3ppm/°C，抗彎強(qiáng)度>3000kg/cm2，含水率< 0.01%。以上性能符合介質(zhì)諧振器和濾波器對(duì)微波介質(zhì)陶瓷的全部要求，另外本發(fā)明的微波介質(zhì)陶瓷外觀光澤，極易清潔，工藝范圍寬，適合批量生產(chǎn)和應(yīng)用。為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷及其制備方法進(jìn)行說(shuō)明，本發(fā)明的保護(hù)范圍不受以下實(shí)施例的限制。實(shí)施例1選用分析純的a -Al2O3>MgO, CaCO3>K2O, Y2O3> SiO2和B2O3，所有原料需要采用機(jī)械方法將粉末狀原料研磨成細(xì)顆粒，經(jīng)研磨處理后的粉末狀原料，由激光衍射散射方法測(cè)得的粒徑分布中滿足關(guān)系D50 ^ 0.19 u m。取0.965mol a -A1203、0.004molMg0、0.01molCaC03、0.001molK20、0.0OlmolY2O3^
0.018mol SiO2和0.0Olmol B2O3放入樹(shù)脂球磨罐中，加入去離子水和ZrO2磨球；原料:磨球:去離子水重量比為1:3:1.5 ;球磨4小時(shí)，混合均勻后出料，將其在100°C下烘干，然后用研缽研碎后過(guò)40篩，得到粉體。在所述粉體中加入15wt%的質(zhì)量濃度為5wt%的聚乙烯醇溶液進(jìn)行造粒，并過(guò)40目篩。將造粒好的粉料放入模具在150MPa壓力下干壓成型為爐12 X 6mm的圓柱塊體；然后將成型好的塊體在600°C下恒溫2小時(shí)以除去粘結(jié)劑，其升溫速率為5°C /分鐘；最后以相同升溫速率在1500°C下燒結(jié)2小時(shí)，最終制得氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷。對(duì)得到的陶瓷性能進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果參見(jiàn)表2，表2為各實(shí)施例制備的氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的性能參數(shù)。實(shí)施例2 24按照表I的物料比例，參照實(shí)施例1的方法制備氧化鋁基介質(zhì)陶瓷。表I制備氧化鋁基介質(zhì)陶瓷的物料比
權(quán)利要求
1.一種氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷，其化學(xué)組成的表達(dá)式為式(I):X a -Al2O3- (l_x) R (I)； 其中，X為0.965 0.99 ; R為改性添加劑，包括第一添加劑和第二添加劑，所述第一添加劑為MgOXaCO3和SiO2,所述第二添加劑為K20、Na2O, ZnO、Y2O3和B2O3中的一種或多種； MgO的含量為氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的0.2mol% 1.5mol% ； CaCO3的含量為氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的0.03mol% lmol% ； K2O的含量為氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的0mol% 0.5mol% ； Na2O的含量為氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的0mol% 0.6mol% ； ZnO的含量為氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的0mol% 0.6mol% ； Y2O3的含量為氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的0mol% 0.4mol% ； SiO2的含量為氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的0.3mol% 1.8mol% ； B2O3的含量為氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的0mol% 0.5mol%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，Y2O3的含量為氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的 0.lmol% 0.3mol%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，ZnO的含量為氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的 0.lmol% 0.3m ol%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，MgO的含量為氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的 0.4mol% 1.2mol%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，CaCO3的含量為氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的 0.04mol% 0.5mol%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，SiO2的含量為氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的 0.3mol% 1.3mol%。
7.一種氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的制備方法，包括以下步驟: (A)將a-Al2O3、第一添加劑和第二添加劑進(jìn)行球磨，烘干得到粉體； 所述第一添加劑為Mg0、CaC03和SiO2，所述第二添加劑為K20、Na20、ZnO、Y2O3和B2O3中的一種或多種； (B)將所述粉體造粒，干壓成型，得到壓片； (C)將所述壓片在1450 1550°C燒結(jié)，得到氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷，其化學(xué)組成的表達(dá)式為式(I):X a -Al2O3- (l_x) R (I)； 其中，X為0.965 0.99 ; R為改性添加劑，包括第一添加劑和第二添加劑，所述第一添加劑為MgOXaCO3和SiO2,所述第二添加劑為K20、Na2O, ZnO、Y2O3和B2O3中的一種或多種； MgO的含量為氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的0.2mol% 1.5mol% ； CaCO3的含量為氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的0.03mol% lmol% ； K2O的含量為氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的0mol% 0.5mol% ； Na2O的含量為氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的0mol% 0.6mol% ； ZnO的含量為氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的0mol% 0.6mol% ；Y2O3的含量為氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的0mol% 0.4mol% ； SiO2的含量為氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的0.3mol% 1.8mol% ； B2O3的含量為氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷的0mol% 0.5mol%。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(A)中，所述C1-Al2O3、第一添加劑和第二添加劑的粒徑分布均滿足D50 < 0.2 μ m。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(B)中，所述造粒時(shí)添加粘結(jié)劑，所述粘結(jié)劑為5 8wt%聚乙烯醇溶液。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法， 其特征在于，所述步驟(C)中，所述燒結(jié)的時(shí)間為I 3小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷，其化學(xué)組成的表達(dá)式為式(I)；R包括第一添加劑和第二添加劑，所述第一添加劑為MgO、CaCO3和SiO2，所述第二添加劑為K2O、Na2O、ZnO、Y2O3和B2O3中的一種或多種。其制備方法為將α-Al2O3、第一添加劑和第二添加劑，進(jìn)行球磨，烘干得到粉體；將所述粉體造粒，干壓成型，得到壓片；將所述壓片在1450～1550℃燒結(jié)，得到氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷。本發(fā)明降低了燒結(jié)溫度，降低能耗，提高了陶瓷的致密性，拓寬了生產(chǎn)和使用工藝條件。結(jié)果表明，所述氧化鋁基微波介質(zhì)陶瓷介電常數(shù)ε為9.4～9.9，瓷體密度＞3.8g/cm3，熱膨脹系數(shù)為8～8.3ppm/℃。
文檔編號(hào)C04B35/10GK103145405SQ201310088629
公開(kāi)日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2013年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月19日
發(fā)明者任海東, 袁亮亮, 成國(guó)權(quán) 申請(qǐng)人:羅森伯格(上海)通信技術(shù)有限公司