一种低温烧结高q
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f值al2o3微波介质材料
技术领域
1.本发明涉及一种低温烧结高q
×
f值的al2o3微波介质材料及其制备方法，是一种电子陶瓷材料，可用于微波通讯等领域。
背景技术：
2.随着5g时代信息技术的快速发展，人们对于通信领域涉及到材料种类以及性能越来越重视。al2o3作为一种微波介质材料，具有适当的介电常数和很高的q
×
f值，可作为电路基片广泛应用于移动通信、卫星和天线等领域。但al2o3陶瓷的烧结温度通常在1500oc以上，不仅能耗大、成本高，对环境保护也不利。因此，降低al2o3陶瓷材料的烧结温度成为一项重要任务。在诸多的技术路线中，通过使用添加烧结助剂来降低al2o3陶瓷材料的烧结温度是一种常见的工艺。不过，其结果却不尽如人意，很多烧结助剂虽然可有效降低al2o3陶瓷的烧结温度，却往往会导致其微波介电性能特别是q
×
f值大幅下降，从而影响到实际应用。因此，找到合适的烧结助剂，开发出烧结温度较低同时微波介电性能优良特别是q
×
f值较高的al2o3微波介质材料，具有重要意义。
技术实现要素：
3.本发明的目的是提供一种低温烧结、高q
×
f值的al2o3微波介质材料及其制备方法。
4.为了实现上述目的，采用的技术方案如下：选用高纯al2o3粉体作为原料，加入由适量的mno2、cuo、tio2混合而成的烧结助剂，压制成型后放入普通马弗炉中，升温至预定烧结温度后保温一段时间，即可制得密度高、表面光洁、介电性能优异的al2o3微波介质材料。
5.在上述技术方案中，al2o3粉体原料与烧结助剂的重量比为98：2；烧结助剂中，mno2、cuo、tio2的重量比为（5~7）：（3~5）：（8~10）。原料与助剂加去离子水后进行混合。混合在球磨机中进行，球磨介质为氧化锆研磨球，料：水：球（重量比）=1：2：3，混合时间为10~14h。样品烧结温度为1150oc~1300oc，升温速率为2~5oc/min，保温时间为1~5h。烧结结束后自然冷却，即获得所需要的al2o3微波介质材料。该材料密度高（相对密度≥98%），微波介电性能优良（介电常数：9.1~10.1，q
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f值：17000ghz~52000ghz）。
6.本发明工艺简单，有利于大规模生产，同时有利于减少能源消耗和环境保护，对可持续性发展具有重要意义。
具体实施方式
7.以下对本发明的优选实施实例进行说明，应当理解为：此处所描述的优选实施实例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
8.实施方案一：一种低温烧结高q
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f值al2o3微波介质材料。以高纯al2o3粉和商用mno2粉、cuo粉、tio2粉为原料，按以下重量称量：al2o3=98.0g，mno2=0.7g，cuo=0.5g，tio2=0.8g，称量好后一起放入球磨罐中，加入去离子水和研磨锆球，料：水：球（重量比）=1：2：3，
放入球磨机上球磨12h。干燥后加入少量cmc粘结剂（重量约为粉体质量的5%），过80目筛后得到混合粉料。将粉料干压成圆柱状生坯，放入马弗炉中，在1250oc下烧结5h，自然冷却后即可得到al2o3微波介质材料。
9.将制得的al2o3微波介质材料进行性能测试，结果显示：这种低温烧结的al2o3陶瓷的体积密度可达到3.92 g/cm3，其介电常数为10.02，q
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f值达到51239.0ghz。
技术特征：
1.一种低温烧结高q
×
f值al2o3微波介质材料及其制造方法，其特征在于：以高纯al2o3粉体为主要原料，加入由适量mno2、cuo、tio2共同组成的烧结助剂；将主要原料和烧结助剂一起放在球磨罐中加水球磨，干燥后过筛造粒得到混合粉料；将所得混合粉料成型后，在一定温度下烧结，即可得到所需的al2o3微波介质材料。2.根据权利要求1所述一种低温烧结高q
×
f值al2o3微波介质材料，其特征在于：烧结助剂中，mno2、cuo、tio2质量比为（5~7）：（3~5）：（8~10）；主要原料与烧结助剂的配比为98：2（质量比）。3.根据权利要求1所述的一种低温烧结高q
×
f值al2o3微波介质材料，其特征在于：所述球磨时间为10~14h，球磨介质为氧化锆研磨球，料：水：球（重量比）=1：2：3；样品烧结温度为1150
o
c~1300
o
c，升温速率为2~5
o
c/min，保温时间为1~5h。4.根据权利要求1所述一种低温烧结高q
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f值al2o3微波介质材料，其特征在于：这种低温烧结高q
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f值al2o3微波介质材有较高的致密度（相对密度≥98%），介电性能优异（介电常数：9.1~10.1，q
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f值：17000ghz~52000ghz）。
技术总结
本发明公开了一种低温烧结高Q
技术研发人员：李蔚 陶宏磊 张鹏
受保护的技术使用者：华东理工大学
技术研发日：2021.12.27
技术公布日：2022/3/22
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f值al2o3微波介质材料
技术领域
1.本发明涉及一种低温烧结高q
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f值的al2o3微波介质材料及其制备方法，是一种电子陶瓷材料，可用于微波通讯等领域。
背景技术：
2.随着5g时代信息技术的快速发展，人们对于通信领域涉及到材料种类以及性能越来越重视。al2o3作为一种微波介质材料，具有适当的介电常数和很高的q
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f值，可作为电路基片广泛应用于移动通信、卫星和天线等领域。但al2o3陶瓷的烧结温度通常在1500oc以上，不仅能耗大、成本高，对环境保护也不利。因此，降低al2o3陶瓷材料的烧结温度成为一项重要任务。在诸多的技术路线中，通过使用添加烧结助剂来降低al2o3陶瓷材料的烧结温度是一种常见的工艺。不过，其结果却不尽如人意，很多烧结助剂虽然可有效降低al2o3陶瓷的烧结温度，却往往会导致其微波介电性能特别是q
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f值大幅下降，从而影响到实际应用。因此，找到合适的烧结助剂，开发出烧结温度较低同时微波介电性能优良特别是q
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f值较高的al2o3微波介质材料，具有重要意义。
技术实现要素：
3.本发明的目的是提供一种低温烧结、高q
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f值的al2o3微波介质材料及其制备方法。
4.为了实现上述目的，采用的技术方案如下：选用高纯al2o3粉体作为原料，加入由适量的mno2、cuo、tio2混合而成的烧结助剂，压制成型后放入普通马弗炉中，升温至预定烧结温度后保温一段时间，即可制得密度高、表面光洁、介电性能优异的al2o3微波介质材料。
5.在上述技术方案中，al2o3粉体原料与烧结助剂的重量比为98：2；烧结助剂中，mno2、cuo、tio2的重量比为（5~7）：（3~5）：（8~10）。原料与助剂加去离子水后进行混合。混合在球磨机中进行，球磨介质为氧化锆研磨球，料：水：球（重量比）=1：2：3，混合时间为10~14h。样品烧结温度为1150oc~1300oc，升温速率为2~5oc/min，保温时间为1~5h。烧结结束后自然冷却，即获得所需要的al2o3微波介质材料。该材料密度高（相对密度≥98%），微波介电性能优良（介电常数：9.1~10.1，q
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f值：17000ghz~52000ghz）。
6.本发明工艺简单，有利于大规模生产，同时有利于减少能源消耗和环境保护，对可持续性发展具有重要意义。
具体实施方式
7.以下对本发明的优选实施实例进行说明，应当理解为：此处所描述的优选实施实例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
8.实施方案一：一种低温烧结高q
×
f值al2o3微波介质材料。以高纯al2o3粉和商用mno2粉、cuo粉、tio2粉为原料，按以下重量称量：al2o3=98.0g，mno2=0.7g，cuo=0.5g，tio2=0.8g，称量好后一起放入球磨罐中，加入去离子水和研磨锆球，料：水：球（重量比）=1：2：3，
放入球磨机上球磨12h。干燥后加入少量cmc粘结剂（重量约为粉体质量的5%），过80目筛后得到混合粉料。将粉料干压成圆柱状生坯，放入马弗炉中，在1250oc下烧结5h，自然冷却后即可得到al2o3微波介质材料。
9.将制得的al2o3微波介质材料进行性能测试，结果显示：这种低温烧结的al2o3陶瓷的体积密度可达到3.92 g/cm3，其介电常数为10.02，q
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f值达到51239.0ghz。
技术特征：
1.一种低温烧结高q
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f值al2o3微波介质材料及其制造方法，其特征在于：以高纯al2o3粉体为主要原料，加入由适量mno2、cuo、tio2共同组成的烧结助剂；将主要原料和烧结助剂一起放在球磨罐中加水球磨，干燥后过筛造粒得到混合粉料；将所得混合粉料成型后，在一定温度下烧结，即可得到所需的al2o3微波介质材料。2.根据权利要求1所述一种低温烧结高q
×
f值al2o3微波介质材料，其特征在于：烧结助剂中，mno2、cuo、tio2质量比为（5~7）：（3~5）：（8~10）；主要原料与烧结助剂的配比为98：2（质量比）。3.根据权利要求1所述的一种低温烧结高q
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f值al2o3微波介质材料，其特征在于：所述球磨时间为10~14h，球磨介质为氧化锆研磨球，料：水：球（重量比）=1：2：3；样品烧结温度为1150
o
c~1300
o
c，升温速率为2~5
o
c/min，保温时间为1~5h。4.根据权利要求1所述一种低温烧结高q
×
f值al2o3微波介质材料，其特征在于：这种低温烧结高q
×
f值al2o3微波介质材有较高的致密度（相对密度≥98%），介电性能优异（介电常数：9.1~10.1，q
×
f值：17000ghz~52000ghz）。
技术总结
本发明公开了一种低温烧结高Q
技术研发人员：李蔚 陶宏磊 张鹏
受保护的技术使用者：华东理工大学
技术研发日：2021.12.27
技术公布日：2022/3/22
再多了解一些
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