[发明专利]一种具有可调控负介电常数的氧化铝陶瓷浸渍蔗糖材料及其制备方法

说明书

本专利涉及一种可调控介电常数氧化铝陶瓷浸渍蔗糖的制备方法，该材料的组成主要包括基体相的氧化铝陶瓷和导电相的蔗糖裂解碳，通过调节不同的浸渍次数来调整体系中导电相的含量。该材料的成分组成可用化学式xC/(1‑x)Al₂O₃表示，所制备方法包括以下步骤：(1)多孔氧化铝陶瓷的制备（配料、球磨、成型、烧结）；(2)浸渍蔗糖；(3)还原得到相应的碳含量。本发明通过在氧化铝陶瓷基体中浸渍蔗糖还原裂解碳作为导电相，从而能得到既具有陶瓷材料高强度硬度的优异性能，又具有导电性，在一定外加磁场的范围内实现负介电常数。

技术领域

本发明涉及负参数技术领域，尤其涉及作为裂解碳材料来源的蔗糖。

背景技术

传统材料的电磁参数绝大多数为正值，自然界中只有少数的材料具有负参数，但随着人们对材料范畴的不断探索和研究，发现通过调控材料的微观结构和配比能得到可以调控的负介电常数材料，我们称这种具有负参数的材料叫做超材料。

传统材料的电磁参数绝大多数为正值，自然界中只有少数的材料具有负参数，但随着人们对材料范畴的不断探索和研究，发现通过调控材料的微观结构和配比能得到可以调控的负介电常数材料，我们称这种具有负参数的材料叫做超材料。

发明内容

为了解决目前金属超材料不易调控负介电常数的问题，本发明选择了蔗糖作为功能材料，当碳材料在一定温度下裂解不定性碳膜，可以均匀的附着在陶瓷颗粒表面，制备出具有易调控的负介电常数超材料。

为了实现上述技术目的，本发明的技术方案为：

本发明设计一种C/Al₂O₃超材料的制备方法，该陶瓷的成分组成可用化学式表示为：xC/Al₂O₃，其主要的制备原料包括活性炭、氧化铝粉、二氧化钛和蔗糖。其特征在于，所制备方法包括以下步骤：

(1) 按照质量配比为18 wt%的活性炭，3 wt%TiO₂（烧结助剂）和对应量的Al₂O₃称量，以无水乙醇为分散介质，置于球磨罐中于200r/min下球磨6h。干燥得到混合均匀的粉体，加入适量的PVA作为粘结剂对制得粉体进行研磨，造粒后干燥过筛模压成φ=19mm，t=2mm 的陶瓷片，得到的生坯置于马弗炉中烧结。

(2) 配制一定浓度的的蔗糖生长液，将步骤(1)中的陶瓷片分为四个组分，得到相同组分的C/Al₂O₃裂解碳陶瓷样品。

(3) 还原处理，将得到不同组分的样品置于真空管式炉中分别于600^oC、750^oC、900^oC、1050^oC下还原2h。

2.根据权利要求1所述的C/Al₂O₃陶瓷的制备方法，其特征在于：制备方法中包含球磨并干燥；步骤(1)中陶瓷片于600℃下马弗炉中烧结6小时，烧结温度曲线为：

室温—^120min—600^oC—^360min—600^oC—^120min—室温

步骤(3)中陶瓷片于600^oC、750^oC、900^oC、1050^oC下真空管式炉中烧结2小时，在氮气的保护气氛下烧结温度曲线为：

室温—^120min—600^oC—^120min—600^oC—^120min—室温