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专利号: 2020103686738
申请人: 桂林理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种硅基温度稳定型微波介质陶瓷材料,其特征在于,该微波介质陶瓷材料成分为Li2CO3、Yb2O3、SiO2,所述微波介质陶瓷材料成分按LiYbSiO4化学计量比进行配比,所述微波介质陶瓷材料的介电常数εr范围为7.36~7.42,品质因数Qf的范围为19081~25276GHz,谐振频率温度系数为+4.52ppm/℃~+8.03ppm/℃,所述微波介质陶瓷材料通过固相反应烧结法获得,具体操作如下:

(1)以Li2CO3、Yb2O3、以及SiO2为原料,先将Yb2O3在1000℃预烧2小时,然后将这些原料按照LiYbSiO4化学计量比进行配比称量;

(2)将步骤(1)称量好的原料、二氧化锆球磨珠、无水乙醇按照1:2:2.5的质量比置于球磨罐中,再把球磨罐置于行星球磨机中进行球磨,球磨6小时;球磨后将泥浆状原料烘干,得到原料混合物粉体;

(3)将步骤(2)烘干得到的混合物粉体压制成块状体,在1000℃~1050℃煅烧4小时,使原料混合物样品初步反应得到样品烧块;

(4)将步骤(3)中初步反应得到的样品烧块研磨成粉体,再将粉体、二氧化锆球磨珠、无水乙醇按照1:3:2的质量比放入球磨罐并置于行星球磨机中进行球磨,球磨8小时,形成粒径细化的浆料,然后烘干得到干燥的粉料;

(5)将步骤(4)烘干得到的粉料加入粘合剂聚乙烯醇(PVA),混合均匀后先过60目标准筛,再过120目标准筛,获得颗粒分散均匀,粒径细化的粉料,粉料分为两部分备用;

(6)将步骤(5)其中一部分粉料制作成圆柱体,具体操作为将粉料置于模具中于250MPa压力下压制成圆柱体;

(7)将步骤(6)压制成型的圆柱体置于坩埚内,用步骤(5)另一部分的粉料作为埋烧粉料倒入坩埚内,使得粉料包裹并覆盖圆柱体,再将坩埚放进高温炉中,以3℃/min的速度升温至550℃,保温1h以除去粘合剂PVA,然后直接以5℃/min的速度从550℃升温至1100℃~

1140℃烧结6小时成瓷,随炉冷却后从坩埚内取出样品,得到硅基温度稳定型微波介质陶瓷材料。

2.一种硅基温度稳定型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)以Li2CO3、Yb2O3、以及SiO2为原料,先将Yb2O3在1000℃预烧2小时,然后将这些原料按照LiYbSiO4化学计量比进行配比称量;

(2)将步骤(1)称量好的原料、二氧化锆球磨珠、无水乙醇按照1:2:2.5的质量比置于球磨罐中,再把球磨罐置于行星球磨机中进行球磨,球磨6小时;球磨后将泥浆状原料烘干,得到原料混合物粉体;

(3)将步骤(2)烘干得到的混合物粉体压制成块状体,在1000℃~1050℃煅烧4小时,使原料混合物样品初步反应得到样品烧块;

(4)将步骤(3)中初步反应得到的样品烧块研磨成粉体,再将粉体、二氧化锆球磨珠、无水乙醇按照1:3:2的质量比放入球磨罐并置于行星球磨机中进行球磨,球磨8小时,形成粒径细化的浆料,然后烘干得到干燥的粉料;

(5)将步骤(4)烘干得到的粉料加入粘合剂聚乙烯醇(PVA),混合均匀后先过60目标准筛,再过120目标准筛,获得颗粒分散均匀,粒径细化的粉料,粉料分为两部分备用;

(6)将步骤(5)其中一部分粉料制作成圆柱体,具体操作为将粉料置于模具中于250MPa压力下压制成圆柱体;

(7)将步骤(6)压制成型的圆柱体置于坩埚内,用步骤(5)另一部分的粉料作为埋烧粉料倒入坩埚内,使得粉料包裹并覆盖圆柱体,再将坩埚放进高温炉中,以3℃/min的速度升温至550℃,保温1h以除去粘合剂PVA,然后直接以5℃/min的速度从550℃升温至1100℃~

1140℃烧结6小时成瓷,随炉冷却后从坩埚内取出样品,得到硅基温度稳定型微波介质陶瓷材料。

3.如权利要求2所述的硅基温度稳定型微波介质陶瓷材料的制备方法,其特征在于,所述Li2CO3的纯度为99.99%。

4.如权利要求2所述的硅基温度稳定型微波介质陶瓷材料的制备方法,其特征在于,所述Yb2O3的纯度为99.99%。

5.如权利要求2所述的硅基温度稳定型微波介质陶瓷材料的制备方法,其特征在于,所述SiO2的纯度为99.99%。

6.如权利要求2-5任一所述的硅基温度稳定型微波介质陶瓷材料的制备方法,其特征在于,所述球磨的转速为200r/min。

7.如权利要求2-5任一所述的硅基温度稳定型微波介质陶瓷材料的制备方法,其特征在于,所述粘合剂为5wt%的聚乙烯醇溶液(PVA)。

8.如权利要求2-5任一所述的硅基温度稳定型微波介质陶瓷材料的制备方法,其特征在于,所述圆柱体直径为10~11mm、厚度为6~7mm。