[发明专利]一种微波介质陶瓷及其制备方法

说明书

本申请公开了一种微波介质陶瓷及其制备方法，其制备的微波介质陶瓷浆料通过3D打印机按照预设的陶瓷生胚结构可以将微波介质陶瓷浆料打印成对应的陶瓷生胚，可以使得结构设计更加灵活，并扩大应用范围；同时，经过多次研磨、粉碎与目筛所制备微波介质陶瓷粉粒度较小且均匀，而微波介质陶瓷粉加入粘结剂提高陶瓷生坯的强度，通过加入分散剂以提高陶瓷的热稳定性，更适于3D打印。

技术领域

本申请涉及通讯电子器件技术领域，尤其涉及一种微波介质陶瓷及其制备方法。

背景技术

微波介质陶瓷材料是5G通讯技术的关键材料之一，利用微波介质陶瓷材料制备的谐振器和波导滤波器、天线是5G通信的关键器件，但是微波介质陶瓷的制备方法一直采用的都是传统的固相法来制备，其成型采用的干压成型方式，极大限制了器件的形状，从而影响器件的结构设计的灵活性。

发明内容

本申请提供了一种微波介质陶瓷及其制备方法，用于解决现有技术中的微波介质陶瓷结构设计不够灵活的技术问题。

有鉴于此，本申请第一方面提供了一种微波介质陶瓷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：按照主晶相化学式Mg_xCa_yTiO_3+2x+2y的计量比称取氧化镁、碳酸钙与二氧化钛进行混合，并通过湿法球磨后，进行烘干，粉碎，在空气气氛中1000℃煅烧3小时得到主体粉体，其中，1x≦1.43，0.02≦y≦0.08；

步骤二：向所述主体粉体加入助烧剂进行混合，湿法磨砂，干燥后得到混合粉体，然后过目筛，得到微波介质陶瓷粉，其中，所述助烧剂与所述主体粉体的摩尔比为0.99：0.01；

步骤三：将所述步骤二中得到的微波介质陶瓷粉加入有机溶剂、粘结剂与分散剂进行混合搅拌，得到微波介质陶瓷浆料；

步骤四：将所述步骤三中得到的所述微波介质陶瓷浆料放入3D打印机中，并通过所述3D打印机按照预设的陶瓷生胚结构将所述微波介质陶瓷浆料打印成对应的陶瓷生胚；

步骤五：将所述步骤四获得的所述陶瓷生胚进行排胶烧结，获得微波介质陶瓷。

优选地，所述步骤二之前还包括所述助烧剂的制备步骤，具体包括：将氧化钡、氧化铜、硼酸和碳酸钙按摩尔比2：3：5:0.1的比例混合，球磨，烘干，粉碎后，得到助烧粉体，然后放于1350℃下进行熔融后，取出所述助烧粉体导入冰水混合物中进行萃取后获得助烧球体，然后将所述助烧球体研磨粉碎，获得所述助烧剂。

优选地，所述助烧球体经过研磨粉碎获得的所述助烧剂的粒度小于1.5um。

优选地，所述步骤三之后，所述步骤四之前还包括：将所述微波介质陶瓷浆料放入搅拌机中进行搅拌，搅拌后的所述微波介质陶瓷浆料放入三辊轧机中进行轧辊混料。

优选地，所述步骤二中向所述主体粉体加入所述助烧剂进行混合之前还包括所述助烧剂过200目筛。

优选地，所述有机溶剂为通过二甲苯、甲乙酮与三氯乙烯进行混合所获得的混合溶剂，所述二甲苯、所述甲乙酮与所述三氯乙烯的质量百分比为40％：35％：25％，所述有机溶剂与所述微波介质陶瓷粉的重量比为0.15～0.25:1。

优选地，所述粘结剂采用聚乙烯醇缩丁醛，所述粘结剂与所述微波介质陶瓷粉的重量比为0.05～0.1:1。

优选地，所述分散剂与所述微波介质陶瓷粉的重量比为0.01～0.08:1。

优选地，所述步骤五中将所述陶瓷生胚进行排胶烧结具体包括：通过排胶烧结一体炉对所述陶瓷生胚进行排胶烧结，其中，排胶速率小于0.5度/分钟，排胶温度≤500℃，烧结温度≤1360℃，烧结时间为3～5小时。