1.一种Mg3B2O6-Ba3(VO4)2复合陶瓷材料,其特征在于,该复合微波陶瓷材料主晶相为Mg3B2O6和Ba3(VO4)2,其中,通过原料成分MgO和H3BO3合成Mg3B2O6,以及通过原料成分BaCO3和NH4VO3合成Ba3(VO4)2;然后在此基础上进一步调控x质量分数的Ba3(VO4)2形成(1-x)Mg3B2O6-xBa3(VO4)2复合陶瓷。
2.根据权利要求1所述的Mg3B2O6-Ba3(VO4)2复合陶瓷材料,其特征在于,x为51%、53%、
55%、57%或59%。
3.根据权利要求1或2所述的Mg3B2O6-Ba3(VO4)2复合陶瓷材料,其特征在于,该陶瓷材料的介电常数范围是8.50~8.90,品质因数范围是44,000GHz~46,000GHz,温度系数范围是-
12.00ppm/℃~+4.00ppm/℃。
4.根据权利要求1或2所述的Mg3B2O6-Ba3(VO4)2复合陶瓷材料,其特征在于,Mg3B2O6合成过程中,适度过量称量H3BO3原料以弥补H3BO3在高温烧结过程中会蒸发。
5.一种Mg3B2O6-Ba3(VO4)2复合陶瓷材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)配料:制备Mg3B2O6的原料为MgO和H3BO3,制备Ba3(VO4)2的原料为BaCO3和NH4VO3,将上述原料按照化学计量比进行适量配比;
(2)混料:将MgO和H3BO3、BaCO3和NH4VO3的混合粉末分别加入适量无水乙醇置于行星式球磨机中进行湿法球磨,球磨12h,得到泥浆状原料;
(3)烘干:将球磨后的浆料倒出,置入烘箱中于80℃~100℃下干燥至恒重,得到干燥的混合料;
(4)预烧:将上一步得到的恒重混合料先过60目标准筛,分散混合料后,MgO和H3BO3混合粉料置入高温炉中预烧4h,预烧温度为1100℃,合成Mg3B2O6粉末;BaCO3和NH4VO3混合粉料置入高温炉中预烧4h,预烧温度为900℃,合成Mg3B2O6粉末;
(5)球磨:将预烧合成的粉料研磨后加入无水乙醇,置于球磨机中球磨6h,形成浆料;
(6)烘干:将浆料取出,置于烘箱中80℃~100℃干燥至恒重,得到粉末;
(7)配料:将Mg3B2O6和Ba3(VO4)2粉末都放入烘干箱中烘4h;
(8)混料:按照(1-x)Mg3B2O6-xBa3(VO4)2分别进行称量配料,其中,x为51%、53%、55%、
57%或59%;
(9)球磨:将称量好的原料直接倒入到球磨罐中,然后以无水乙醇作为介质,放在球磨机中球磨12h,设置的转速为240r/min;
(10)干燥:将球磨完之后的浆料倒入密封的容器中,放入干燥箱中烘24h至恒重;
(11)造粒:将烘干之后的块状的原料利用玛瑙研钵研磨成粉状,然后再加入5wt%的PVA作为粘合剂,使之和原料混合均匀之后,将通过100目但没有通过140目的粉末作为我们下一步的原料,通过140目的混合粉末作为烧结的垫料;
(12)压制成型:称取一定量的粉末倒入到模具中,然后放在压片机中以4MPa的压强下保持半分钟,压制成直径是12mm,高度为7mm的陶瓷生坯;
(13)排胶烧结:将压制好的生坯放入到高温炉中,设置炉子的升温速率为4℃/min,升温到650℃的温度下保温4h排胶,然后再按照相同的升温速率升高到1120℃、1140℃、1160℃、1180℃、1200℃下保温4h,然后以4℃/min的降温速率降到800℃后,再进行自然降温;
(14)样品后期处理与测试:将烧结之后的陶瓷样品进行表面抛光处理,然后超声清洗去除污渍。
6.根据权利要求5所述的Mg3B2O6-Ba3(VO4)2复合陶瓷材料的制备方法,其特征在于,MgO的纯度至少为99.99%、H3BO3的纯度至少为99.9%。
7.根据权利要求5所述的Mg3B2O6-Ba3(VO4)2复合陶瓷材料的制备方法,其特征在于,BaCO3的纯度至少为99%,NH4VO3的纯度至少为99.98%。
8.根据权利要求5所述的Mg3B2O6-Ba3(VO4)2复合陶瓷材料的制备方法,其特征在于,所制备的陶瓷材料的介电常数范围是8.50~8.90,品质因数范围是44,000GHz~46,000GHz,温度系数范围是-12.00ppm/℃~+4.00ppm/℃。
9.根据权利要求5所述的Mg3B2O6-Ba3(VO4)2复合陶瓷材料的制备方法,其特征在于,Mg3B2O6合成过程中,适度过量称量H3BO3原料以弥补H3BO3在高温烧结过程中会蒸发。