[发明专利]烧结助剂与石英陶瓷及其制备与应用方法

说明书

本发明公开了一种烧结助剂与石英陶瓷及其制备与应用方法，所述烧结助剂包括镧的氧化物、铝的氧化物、硼的氧化物、钕的氧化物和钇的氧化物，所述石英陶瓷通过将该烧结助剂与石英在一定温度下烧结制得，本发明制得的石英陶瓷原料成本低，制备工艺简单，产品中不含重金属，无污染，产品微观结构致密、稳定，烧结过程中无析晶现象出现，可作为透波材料，特别是天线罩材料，在航空、航天、光学、电子、玻璃、冶金等多个领域进行广泛应用。

技术领域

本发明涉及石英陶瓷材料的技术领域。

背景技术

透波材料是一种能够通过电磁波而几乎不改变其性质的多功能电介质材料，广泛地应用于日常通讯、火箭、飞船、制导武器、卫星等多个领域，其主要作为天线窗或天线罩材料进行使用。

透波材料属结构-防热-透波一体化的功能材料, 因使用环境的特殊性，其通常需要同时满足防热隔热、承载、抗冲击、透波、耐候、气密性等多方面的严格要求。原料的选择对透波材料达到这些要求极为关键，在现有技术中，透波材料的原料主要分为有机、无机及复合材料三类，其中有机材料热性能通常较差，无法应用在速度较快的飞行器上，而无机材料或无机复合材料热性能更优异，化学稳定性更好，介电性能好，因此仍然是透波材料中应用最广泛的类型。无机透波材料主要包括陶瓷材料、磷酸盐材料、硅聚合物等，其中陶瓷材料又包括氧化铝陶瓷、微晶玻璃、石英陶瓷、氮化硅陶瓷、氮化硼陶瓷等多种类型。

融石英陶瓷是美国 Georgia 理工学院在 20 世纪60 年代研制出的一种材料，它是以石英玻璃碎料为原料, 按陶瓷工艺生产的一种非晶态产品。融石英陶瓷既保留了石英玻璃的诸多优点, 又可制成各种复杂的外形, 因此广泛应用在玻璃、冶金、航空航天等领域。特别的，熔融石英陶瓷是一种优良的天线罩材料，相比于其它透波材料，其具有线膨胀系数小，介电常数、损耗角正切低，导热系数小，制造工艺相对较简单，成本较低等多种优点。但目前使用的融石英陶瓷烧结温度高，且在烧结的过程中，随着温度的升高，极易出现析晶状况，造成明显的性能下降，损害其应用价值。

发明内容

本发明的目的在于提出一种可应用于陶瓷、特别是石英陶瓷的制备的烧结助剂，该烧结助剂可显著抑制陶瓷原料烧结中出现的析晶现象，由此得到高性能的陶瓷产品。

本发明的目的还在于提出一种性能优异的石英陶瓷，其具有优异的力学性能和微波介电性能，可作为一种优良的透波材料应用。

本发明的目的还在于提出一种可加工得到具有优异的力学、电学性能的石英陶瓷的制备方法，该制备方法过程简单，得到的产品在力学性能、介电性能及微观结构上相对于现有技术制得的产品具有显著的提升。

本发明首先提出如下的技术方案：

一种烧结助剂，其包括以下原料：镧的氧化物、铝的氧化物、硼的氧化物、钕的氧化物和钇的氧化物。

上述方案中所述某元素的氧化物，是指的一种或多种组成中至少包括该元素和氧元素的物质，如镧的氧化物是指的一种或多种组成中至少包括镧元素和氧元素的物质。

优选的是：所述烧结助剂包括以下原料：La₂O₃、Al₂O₃、B₂O₃、Nd₂O₅和Y₂O₃。

其进一步优选的是：所述烧结助剂由以下原料组成：La₂O₃、Al₂O₃、B₂O₃、Nd₂O₅和Y₂O₃。

或/和