一种抗紫外辐照低介电损耗Al2O3陶瓷及其制造方法与流程

文档序号:13884024阅读:450来源:国知局

本发明涉及一种抗紫外辐照低介电损耗al2o3陶瓷及其制造方法,是一种微波介质材料,可用于电子及微波通讯等领域。



背景技术:

al2o3陶瓷是一种重要的介质材料,具有电绝缘性能好、介电常数低、介电损耗低、导热率较高、机械强度较高,以及耐高温、耐磨及耐化学腐蚀等特点,且工艺成熟,成本低廉,在电子、通信、电真空等领域有着广泛的用途。通过适当的掺杂如mgo、tio2等,还可进一步降低其介电损耗、提高其q×f值,使其应用于要求更加苛刻的场合。但是,现在的al2o3陶瓷(包括mgo、tio2等掺杂的al2o3陶瓷)有一个缺点,就是受环境紫外线的影响较明显,在紫外线辐照后,其介电损耗往往大幅提高,q×f值下降,造成性能不稳定。由于紫外线辐照在电子产品制备时常常用到(比如用胶粘接或密封时会用到紫外固化工艺),而产品使用时也可能长期暴露在太阳光下,同样会有紫外线的辐照。因此,提高al2o3陶瓷的抗紫外辐照的能力,对于提高产品的性能的稳定性很有意义。但是到目前为止,还没有抗紫外辐照的al2o3陶瓷的相关文章、专利或产品出现。



技术实现要素:

本发明目的在于提供一种抗紫外辐照低介电损耗al2o3陶瓷及其制造方法,解决现有技术中al2o3陶瓷介电损耗较高同时抗紫外辐照性能差的问题。

为了实现上述发明目的,本发明采用的技术方案如下:以高纯al2o3粉体(>99.95%)作为原料,选用ta2o5作为掺杂物,湿法球磨混合后,在一定温度下干燥,再经研磨、过筛得到混合粉料。将所得粉料干压成型后,放置于电炉中升温至预定温度保温一定的时间,冷却后就得到致密的al2o3陶瓷样品。

上述技术方案的配方:每100gal2o3粉体原料中ta2o5的掺杂量为0.5-1.0g。

上述技术方案的混合工艺参数:球磨时间为12-24h,球磨介质为去离子水和氧化锆球,料:水:球=1:2:3。

上述技术方案的干燥工艺参数:干燥温度为100-120oc。

上述技术方案中的成型和烧结的工艺参数:成型的压力为50-150mpa,烧结温度为1550-1650oc,保温时间为2-4h,升温速度为2-5oc/min,烧结完成后自然冷却,即可得到致密的ta2o5掺杂al2o3陶瓷样品。

按上述方式制备的al2o3陶瓷具有优良的微波介电性能,其介电常数为9.80-9.85,而q×f值可达184000-209000ghz,经紫外灯直接辐照一段时间后,其介电常数和q×f值都基本保持不变。

本发明操作方法简便,生产流程短,所需要的工艺设备也很简单,适合规模化生产。

具体实施方式

实施例1:一种纯al2o3陶瓷,它是通过以下方法制备而成的:取高纯al2o3粉体(>99.95%),加入适量pva粘结剂,在100mpa的压强下干压成直径约16mm、高度约12mm的柱状样品,置于硅钼棒电炉中1600℃下保温4h。

将烧制好的样品取出,洗净烘干后,进行介电性能测试,结果显示:所得的纯al2o3陶瓷样品介电常数为9.80,q×f值为126712ghz(f=10.02ghz)。将样品放置于紫外灯(1kw的碘镓灯)下辐照15min,取出后再进行介电性能测试,结果显示:所得的纯al2o3陶瓷样品介电常数为9.75,q×f值为94538ghz(f=9.95ghz),q×f值比未辐照前下降约25%。

实施例2:一种抗紫外辐照低介电损耗al2o3陶瓷,它是通过以下方法制备而成的:称取高纯al2o3粉体(>99.95%)分成三份,每份100g,各加入ta2o5粉体0.50g、0.75g、1.00g作为原料,然后分别加入3个球磨罐中,加去离子水和氧化锆磨球进行湿法球磨混合(料:水:球=1:2:3),球磨时间为24h。之后将水抽滤掉,将混合料在100℃的烘箱中干燥后过筛,得到均匀的混合粉料。在混合粉料中加入适量粘结剂,在100mpa的压强下将粉末干压成直径约16mm、高度约12mm的柱状样品,置于硅钼棒电炉中1600℃下保温4h。

将烧制好的样品取出,洗净烘干后,进行介电性能测试,结果显示:所得的ta2o5掺杂al2o3陶瓷样品介电常数分别为9.80、9.82、9.85,q×f值分别为184191ghz(f=10.05ghz)、208905ghz(f=10.10ghz)、191506ghz(f=10.07ghz)。q×f值比纯al2o3样品明显提高(提高45%以上)。将样品放置于紫外灯(1kw的碘镓灯)下辐照15min,取出后再进行介电性能测试,结果显示:所得的ta2o5掺杂al2o3陶瓷样品介电常数为9.83、9.85、9.84,,q×f值分别为185608ghz(f=10.05ghz)、210307ghz(f=10.10ghz)、190301ghz(f=10.07ghz)。与紫外辐照前q×f值无明显变化。



技术特征:

技术总结
本发明公开一种抗紫外辐照低介电损耗Al2O3陶瓷及其制造方法。其特点是以高纯Al2O3粉(Al2O3含量>99.95%)为主料加上Ta2O5掺杂剂(每100gAl2O3粉体原料中Ta2O5的掺杂量为0.5‑1.0g),球磨混和后利用干压成型制得素坯,然后放入电炉中,1550‑1650℃烧结2‑4h,即可得到致密Al2O3陶瓷。这种Al2O3陶瓷具有优良的微波介电性能,其介电常数为9.80‑9.85,而Q×f值可达184000‑209000GHz。经紫外灯直接辐照一段时间后,其介电常数和Q×f值都基本保持不变。本发明工艺简单,生产流程短,适合规模化生产。

技术研发人员:李蔚;韩蕊;陈成
受保护的技术使用者:华东理工大学
技术研发日:2017.07.06
技术公布日:2018.03.06
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