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专利号: 2022108549204
申请人: 杭州电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 水泥;混凝土;人造石;陶瓷;耐火材料〔4〕
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种镁铝尖晶石微波介质陶瓷材料,其特征在于:所述微波介质陶瓷材料的物相晶体结构为尖晶石型结构,化学式为MgAl2‑x(Zn0.5Mn0.5)xO4,其中,0

2.如权利要求1所述的一种镁铝尖晶石微波介质陶瓷材料,其特征在于:所述微波介质陶瓷材料的烧结温度为1440℃   1590℃;相对介电常数为8.23   8.51,品质因数为~ ~

776764GHz   111010GHz,谐振频率温度系数为‑64ppm/℃   ‑58ppm/℃。

~ ~

3.如权利要求1所述的一种镁铝尖晶石微波介质陶瓷材料,其特征在于:添加H3BO3的微波介质陶瓷材料化学式为MgAl1.98(Zn0.5Mn0.5)0.02O4 + y wt%H3BO3,其中,0.6≤y≤1。

4.如权利要求3所述的一种镁铝尖晶石微波介质陶瓷材料,其特征在于:添加H3BO3的微波介质陶瓷材料的烧结温度为1230℃   1350℃;相对介电常数为7.57   7.64,品质因数~ ~为78518GHz   99166GHz,谐振频率温度系数为‑62.1ppm/℃   ‑58.0ppm/℃。

~ ~

5.如权利要求1所述的一种镁铝尖晶石微波介质陶瓷材料,其特征在于:添加H3BO3和SrTiO3的微波介质陶瓷材料的化学式为MgAl1.98(Zn0.5Mn0.5)0.02O4 + 0.8wt%H3BO3 + z wt%SrTiO3,其中,1.5≤z≤2.5。

6.如权利要求5所述的一种镁铝尖晶石微波介质陶瓷材料,其特征在于:添加H3BO3和SrTiO3的微波介质陶瓷材料的烧结温度为1290℃ ~ 1410℃;相对介电常数为8.02 ~ 

9.93,品质因数为32102GHz   69210GHz,谐振频率温度系数为‑44 ppm/℃   +15ppm/℃。

~ ~

7.一种如权利要求1‑2任一项所述的镁铝尖晶石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)称量配料:将经过煅烧与烘干处理的MgO、Al2O3、ZnO、MnO2原料,按化学式计量比称量配料;

(2)一次球磨:将配料添加无水乙醇用行星式球磨机进行球磨,转速220r/min,球磨6小时,再烘干;

(3)预烧:将烘干后的粉末研磨过筛,再转入氧化铝坩埚内,置于高温炉中以4°C/min的升温速率升至1300°C保温4h;

(4)二次球磨:将预烧后的原料添加无水乙醇再次用行星式球磨机进行球磨,转速

220r/min,球磨6h,将球磨完的浆料倒入托盘,烘干;

(5)造粒:将烘干后的块状原料研磨成粉状,加入粉料质量8%的浓度为10wt%的聚乙烯醇溶液,混合均匀后,分别通过120目、200目的尼龙筛,选取通过120目且没有通过200目的粉末作为下一步的原料,将通过200目筛的粉末作为烧结的垫料;

(6)生坯压制成型:称取一定量的粉末倒入模具压制得到陶瓷生坯,压制压强为1MPa,压制时间为30秒;陶瓷生坯为直径12mm,高度4mm以上的圆柱体;

(7)排胶、烧结:将陶瓷生坯放入高温炉,先以4°C/min的升温速率升至800°C保温4h以排出聚乙烯醇,然后再以4°C/min的升温速率升至烧结温度1440℃   1590℃,烧结时间4h,~最后以4°C/min的降温速率降至800°C后自然冷却,获得陶瓷材料。

8.一种如权利要求3‑4任一项所述的镁铝尖晶石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)称量配料:将经过煅烧与烘干处理的MgO、Al2O3、ZnO、MnO2原料,按化学式计量比称量配料;

(2)一次球磨:将配料添加无水乙醇用行星式球磨机进行球磨,转速220r/min,球磨6h,再烘干;

(3)预烧:将烘干后的粉末研磨过筛,再转移入氧化铝坩埚内,置于高温炉中以4°C/min的升温速率升至1300°C保温4h;

(4)二次球磨:将预烧后的原料加入无水乙醇用行星式球磨机球磨,转速220r/min,球磨6h,再烘干;

(5)称量配料:将经过烘干处理的H3BO3原料,和(4)获得的粉料,按化学式的质量百分比称量配料;

(6)三次球磨:将配料添加无水乙醇用行星式球磨机球磨,转速220r/min,球磨6h,再烘干;

(7)造粒:将烘干后的块状原料研磨成粉状,加入粉料质量8%的浓度为10wt%的聚乙烯醇溶液,混合均匀后,分别通过120目、200目的尼龙筛,选取通过120目且没有通过200目的粉末作为下一步的原料,通过200目筛的粉末作为烧结的垫料;

(8)生坯压制成型:称取一定量的粉末倒入模具压制得到陶瓷生坯,压制压强为1MPa,压制时间为30秒;陶瓷生坯为直径12mm,高度4mm以上的圆柱体;

(9)排胶、烧结:将陶瓷生坯放入高温炉,先以4°C/min的升温速率升至800°C保温4h以排出聚乙烯醇,然后再以4°C/min的升温速率升至烧结温度1230℃   1350℃,烧结时间4h,~最后以4°C/min的降温速率降至800°C后自然冷却,获得陶瓷材料。

9.一种如权利要求5‑6任一项所述的镁铝尖晶石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)称量配料:将经过煅烧与烘干处理的MgO、Al2O3、ZnO、MnO2原料,按化学式计量比称量配料;

(2)一次球磨:将配料添加无水乙醇用行星式球磨机球磨,转速220r/min,球磨6h,再烘干;

(3)预烧:将烘干后的粉末研磨过筛,再移入氧化铝坩埚内,置于高温炉中以4°C/min的升温速率升至1300°C保温4h;

(4)二次球磨:将预烧后的原料加入无水乙醇用行星式球磨机球磨,转速220r/min,球磨6h,再烘干;

(5)称量配料:将经过烘干处理的H3BO3、SrTiO3原料,和(4)获得的粉料,按化学式的质量百分比称量配料;

(6)三次球磨:将配料添加无水乙醇用行星式球磨机球磨,转速220r/min,球磨6h,再烘干;

 (7)造粒:将烘干后的块状原料研磨成粉状,加入粉料质量8%的浓度为10wt%的聚乙烯醇溶液,混合均匀后,分别通过120目、200目的尼龙筛,选取通过120目且没有通过200目的粉末作为下一步的原料,将通过200目筛的粉末作为烧结的垫料;

(8)生坯压制成型:称取一定量的粉末倒入模具压制得到陶瓷生坯,压制压强为1MPa,压制时间为30秒;陶瓷生坯为直径12mm,高度4mm以上的圆柱体;

(9)排胶、烧结:将陶瓷生坯放入高温炉,先以4°C/min的升温速率升至800°C保温4h以排出聚乙烯醇,然后再以4°C/min的升温速率升至烧结温度1290℃   1410℃,烧结时间4h,~最后以4°C/min的降温速率降到800°C后自然冷却,获得陶瓷材料。