1.一种微波介质陶瓷材料,其特征在于,原料成分为Al2O3、SiO2、Y2O3和MgO,所述原料成分以Y3MgAl3SiO12(YMAS)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
5.7~10.7,品质因数Qf的范围为16739GHz~57337GHz,谐振频率温度系数τf范围为-
40ppm/℃~-28ppm/℃。
2.一种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)配料:Al2O3、Y2O3、SiO2、MgO按照Y3MgAl3SiO12(YMAS)的化学计量比进行配比;
(2)混料:将原料、球磨珠、无水乙醇按照1:4.5:1.2的质量比置于球磨机中进行湿法球磨,球磨时间为8h~12h,得到泥浆状原料;
(3)烘干:将泥浆状原料倒出,置入烘箱中于80℃~100℃的温度下烘干至恒重,得到干燥的混合料;
(4)预烧:将干燥的混合料先过80~100目标准筛,分散混合料后,置入高温炉中预烧
4h,预烧温度为1350℃~1450℃,使混合料初步反应合成YMAS化合物;
(5)球磨:将初步反应合成的YMAS化合物加入无水乙醇置于球磨机中研磨8h~12h,形成粒径细化的YMAS化合物浆料;
(6)二次烘干:将粒径细化的YMAS化合物浆料取出,置于烘箱中80℃~100℃干燥至恒重,得到初步合成的YMAS化合物干料;
(7)造粒:将初步合成的YMAS化合物干料先过80~120目标准筛使颗粒分散均匀,粒径细化后加入粘合剂(PVA,聚乙烯醇)混合均匀成粉料,将粉料置于模具中于100Mpa~200Mpa压力下压制成生坯,将生坯在研钵中压碎磨碎;将压碎后的YMAS化合物粉料颗粒先过60~
100目标准筛,弃去不能通过60~100目标准筛的过粗粒径的YMAS化合物粉料颗粒,剩下的粉料颗粒再过140-180目标准筛,弃去通过140-180目标准筛的过细粒径的YMAS化合物粉料颗粒,选取剩下来的YMAS化合物颗粒用模具在150Mpa~250Mpa的压力下压制成圆柱体;
(8)排胶:将压制成的圆柱体置于高温炉中以4℃/min的速度升温至650℃,保温2h以排除圆柱体中的粘合剂;
(9)烧结:排胶后以4℃/min的速度将高温炉温度升至1450℃~1600℃烧结4h,然后以4℃/min的速度降温至800℃,降至800℃后设置为自然降温;
(10)后期机械加工:将烧结好的YMAS陶瓷进行研磨抛光,得到表面平整光滑的陶瓷成品。
3.如权利要求2所述的微波介质陶瓷材料的制备方法,其特征在于,所述Al2O3的纯度为
99.99%。
4.如权利要求2所述的微波介质陶瓷材料的制备方法,其特征在于,所述Y2O3的纯度为
99.9%。
5.如权利要求2所述的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所述的微波介质陶瓷材料的制备方法,其特征在于,所述MgO的纯度为
99.9%。
7.如权利要求2-6任一所述的微波介质陶瓷材料的制备方法,其特征在于,所述球磨机为行星式球磨机。
8.如权利要求2-6任一所述的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)。
9.如权利要求2-6任一所述的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12~15mm、厚度为6~9mm。
10.如权利要求8所述的微波介质陶瓷材料的制备方法,其特征在于,所述粘合剂的添加量为Y3MgAl3SiO12的质量的3%~5%。