[0029] 以下是本发明的具体实施方式,并结合附图,对本发明的技术方案作进一步的描述,但本发明并不限于这些实施例。
[0030] 实施例1
[0031] 一种MgF2陶瓷材料,通过以下步骤制备:
[0032] 于市面上购买纯度为99.99%的MgF2高纯原料。
[0033] 球磨细化:将MgF2高纯原料与球磨珠、无水乙醇按照1:6:3的质量比例置于球磨罐中、在180r/min下湿法球磨12h以上,得到泥浆状原料。
[0034] 烘干与过筛:将制得的泥浆状原料置入烘箱中烘干至恒重,干燥后将原料过200目筛网,获得均匀细小的MgF2粉末。
[0035] 造粒与压片:向MgF2粉末中添加4wt%聚乙烯醇溶液,研磨均匀后过40目筛网,取筛下料置于模具中压制成圆柱状生坯。
[0036] 烧结:将所得圆柱体生坯以10℃/min的速度将温度升至600℃,保温1h,以排出样品中的聚乙烯醇溶液;随后继续以5℃/min的速度升温至1100℃烧结3h;烧结结束后控制以1℃/min的速度降温至800℃,最后自然冷却至室温,得到MgF2微波介质陶瓷。
[0037] 后期机械加工:将烧结后的MgF2微波介质陶瓷两面进行研磨抛光,得到表面平整光滑的陶瓷成品。
[0038] 实施例2
[0039] 本实施例与实施例1基本相同,其不同之处仅在于:
[0040] 烧结步骤中:以5℃/min的速度升温至1125℃烧结3h。
[0041] 实施例3
[0042] 本实施例与实施例1基本相同,其不同之处仅在于:
[0043] 烧结步骤中:以5℃/min的速度升温至1150℃烧结3h。
[0044] 实施例4
[0045] 本实施例与实施例1基本相同,其不同之处仅在于:
[0046] 烧结步骤中:以5℃/min的速度升温至1175℃烧结3h。
[0047] 实施例5
[0048] 本实施例与实施例1基本相同,其不同之处仅在于:
[0049] 烧结步骤中:以5℃/min的速度升温至1120℃烧结3h。
[0050] 实施例6
[0051] 一种MgF2陶瓷材料,通过以下步骤制备:
[0052] 于市面上购买纯度为99.99%的MgF2高纯原料。
[0053] 球磨细化:将MgF2高纯原料与球磨珠、无水乙醇按照1:5:2的质量比例置于球磨罐中、在150r/min下湿法球磨12h以上,得到泥浆状原料。
[0054] 烘干与过筛:将制得的泥浆状原料置入烘箱中烘干至恒重,干燥后将原料过180目筛网,获得均匀细小的MgF2粉末。
[0055] 造粒与压片:向MgF2粉末中添加2wt%聚乙烯醇溶液,研磨均匀后过30目筛网,取筛下料置于模具中压制成圆柱状生坯。
[0056] 烧结:将所得圆柱体生坯以5℃/min的速度将温度升至550℃,保温0.5h,以排出样品中的聚乙烯醇溶液;随后继续以3℃/min的速度升温至1160℃烧结2h;烧结结束后控制以0.5℃/min的速度降温至750℃,最后自然冷却至室温,得到MgF2微波介质陶瓷。
[0057] 后期机械加工:将烧结后的MgF2微波介质陶瓷两面进行研磨抛光,得到表面平整光滑的陶瓷成品。
[0058] 实施例7
[0059] 一种MgF2陶瓷材料,通过以下步骤制备:
[0060] 于市面上购买纯度为99.99%的MgF2高纯原料。
[0061] 球磨细化:将MgF2高纯原料与球磨珠、无水乙醇按照1:7:4的质量比例置于球磨罐中、在200r/min下湿法球磨12h以上,得到泥浆状原料。
[0062] 烘干与过筛:将制得的泥浆状原料置入烘箱中烘干至恒重,干燥后将原料过220目筛网,获得均匀细小的MgF2粉末。
[0063] 造粒与压片:向MgF2粉末中添加8wt%聚乙烯醇溶液,研磨均匀后过50目筛网,取筛下料置于模具中压制成圆柱状生坯。
[0064] 烧结:将所得圆柱体生坯以15℃/min的速度将温度升至650℃,保温1.5h,以排出样品中的聚乙烯醇溶液;随后继续以8℃/min的速度升温至1180℃烧结4h;烧结结束后控制以1.5℃/min的速度降温至850℃,最后自然冷却至室温,得到MgF2微波介质陶瓷。
[0065] 后期机械加工:将烧结后的MgF2微波介质陶瓷两面进行研磨抛光,得到表面平整光滑的陶瓷成品。
[0066] 【定性与检测】
[0067] 对实施例1‑5制得的陶瓷成品进行XRD分析,如图1所示,将本实施例1‑5制得的陶瓷XRD图谱与MgF2的标准PDF卡片进行对比可知本实施例1‑5所得陶瓷成分均为MgF2。
[0068] 采用Hakki‑Coleman提出的介质谐振腔法测试实施例1‑5中制得的圆柱体陶瓷谐振频率下的微波介电性能,实施例1‑5的检测结果如图2、图3所示,总结如表1所示。
[0069] 表1.
[0070]
[0071] 由表1可知,上述的实施例中所得陶瓷的介电常数均在4.60–4.70之间,与FR4基板的介电常数(~4.4)非常接近,表明本发明提供的MgF2微波介质陶瓷具有超低的介电常数且能够完美取代商用的高分子基FR4基板。此外,实施例中所得陶瓷材料品质因数Qf值为85983–103086GHz,远远高于FR4基板材料(<10000GHz)。这说明本发明所提供的MgF2陶瓷具有FR4基板不可比拟的低介电损耗。此外,结合陶瓷材料相比于高分子材料更大的热导率,性质更加稳定,抗老化等特性,本发明所提供的一种具有超低介电常数微波介质陶瓷材料及其制备方法在5G毫米波通讯中展现出优异的应用前景。
[0072] 本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。