CN111187062B - 一种CaSnSiO5-K2MoO4基复合陶瓷微波材料及其制备方法 - Google Patents

一种CaSnSiO5-K2MoO4基复合陶瓷微波材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种CaSnSiO5‑K2MoO4基复合陶瓷微波材料及其制备方法，该复合陶瓷的化学通式可以写成(1‑x)CaSnSiO5‑xK2MoO4，其中x为质量百分含量(x＝20，30，35，40，50，60，70，80，90wt％)。CaSnSiO5‑K2MoO4基复合陶瓷微波材料的介电常数(εr)范围为6.764～9.785，品质因数Qf数值的范围为2791GHz～11395GHz，谐振频率温度系数τf的范围为‑54.2ppm/℃～+22ppm/℃。该复合材料在微波射频系统(例如5G/6G通讯系统)中可以作为基片、谐振天线等器件材料使用。

Description

一种CaSnSiO5-K2MoO4基复合陶瓷微波材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及通讯电子电路器件材料与低碳节能生产技术领域，具体涉及一种成分为CaSnSiO5-K2MoO4基复合陶瓷微波材料及其低碳节能制备方法。
背景技术
微波介质陶瓷是以微波技术为原理的新型多功能介质陶瓷，通常在射频电子电路通讯系统中作为介质天线、介质谐振器、介质滤波器、介质基板和微带线等器件使用。随着5G/6G移动通讯技术的发展，为了进一步给5G/6G通信技术以提供更快、更可靠的宽带访问，更大的容量和更短的响应时间，迫切需要开发工作在5G/6G频段下的高品质集成陶瓷组件。根据电磁传播理论，在毫米波频率下，信号传输的延时取决于介质的介电常数，信号通过介质的介电常数越低，信号传输与响应的延时越小；在5G/6G通讯网络中，通讯基站与终端介质的介电常数大小对整体系统信号延迟起到决定性关键作用。另外，器件在工作环境温度下的稳定性与介电损耗也是保证器件工作可靠性的重要参数。因此，这些5G/6G器件使用的微波介质陶瓷材料应具有低介电常数，高品质因数，近零谐振频率温度系数，以及可集成到5G/6G系统中的功能。现阶段，大多数微波介质陶瓷均使用常规高温固相烧结(HTCC)和低温共烧 (LTCC)技术制造，不能直接集成到聚合物电路板中。为了克服上述问题以及降低生产能耗，本发明使用超低温热压烧结技术将所需的集成陶瓷组件在低于聚合物熔点(通常≤200℃)的温度下进行致密化以及与银共烧，以得到能够满足5G/6G器件应用的复合陶瓷微波材料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种成分为CaSnSiO5-K2MoO4基复合陶瓷微波材料及其制备方法，实现在≤200℃条件下制备出晶粒细小均匀且相对密度≥ 98％的致密化复合陶瓷微波材料。该复合陶瓷微波材料的介电常数(εr)范围为6.764～9.785，品质因数Qf的范围为2791GHz～11395GHz，谐振频率温度系数τf的范围为-54.2ppm/℃～+22ppm/℃。相比传统的高温固相烧结(HTCC)和低温共烧(LTCC)技术，该方法具有烧结温度低、烧结时间短、低碳节能的特点。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种CaSnSiO5-K2MoO4基复合陶瓷微波材料，其化学组成可以用以下通式表示：(1-x)CaSnSiO5-xK2MoO4，其中x为质量百分比(x＝20，30，35，40， 50，60，70，80，90wt％)；其介电常数(εr)范围为6.764～9.785，品质因数 Qf的范围为2791GHz～11395GHz，谐振频率温度系数τf的范围为-54.2ppm/℃～+22ppm/℃。
获得本发明陶瓷材料的低碳节能制备方法，包括以下步骤：
(1)配料：首先按化学式CaSnSiO5中的Ca、Sn、Si元素的化学计量比，称取各原料：CaCO3(纯度99.99％)、SnO2(纯度99.99％)、SiO2(纯度99.99％)；
(2)混料：将各原料倒入球磨罐中，异丙醇做球磨介质，球磨混合4小时，得到泥浆状原料；
(3)烘干：将球磨后的浆料倒出，置入烘箱中在80℃下干燥，得到混合料干粉；
(4)预烧：将上一步得到的混合料干粉，置入高温炉中预烧4h，预烧温度为1400℃，使混合料发生化学固相反应合成CaSnSiO5化合物纯相；
(5)配料：将合成的CaSnSiO5和K2MoO4(原料，纯度99％)按重量比称量；
(6)混料：在上述混合物中加入15wt％的去离子水，混合均匀，得到不同重量比CaSnSiO5-K2MoO4混合物浆料；
(7)低碳节能烧结：将上一步得到的含水混合物浆料置入模具中，将模具放入热压机中，加热到180℃，施压400MPa，热压60分钟，得到致密化复合陶瓷；
8)干燥：将上一步得到的致密化复合陶瓷样品在120℃的烘干箱中进一步干燥24小时以除去残留的水分。得到CaSnSiO5-K2MoO4复合陶瓷成品。
上述技术方案中，复合陶瓷的制备原料为碳酸钙(CaCO3)、二氧化锡 (SnO2)、二氧化硅(SiO2)和钼酸钾(K2MoO4)。其低碳节能制备方法为：首先将原料(碳酸钙、二氧化锡和二氧化硅)以一定的化学计量比称量，球磨均匀，干燥，预烧合成CaSnSiO5化合物；然后将制备好的CaSnSiO5与K2MoO4以一定的重量比称量；加入15wt％的水混合均匀CaSnSiO5与K2MoO4复合粉末；将复合混合物置入模具中，在热压机中加热180℃、施压400MPa，热压60分钟，冷却取出样品在120℃下干燥24小时，得到致密的 (1-x)CaSnSiO5-xK2MoO4复合陶瓷材料。该低温节能制备方法在≤200℃的低温条件下就可制备出晶粒细小均匀且相对密度≥98％的CaSnSiO5-K2MoO4基复合陶瓷。相比于常规陶瓷烧结(HTCC与LTCC)技术，该方法不仅可以在较低的温度范围内实现致密化，得到一种温度稳定性好的复合基微波陶瓷材料，低温和短时间烧结还可以减少其制备加工过程中碳排放和能源消耗。
上述技术方案中，本发明采用的CaSnSiO5和K2MoO4两种陶瓷材料都具有低介电常数，高品质因数。低介电常数可以缩短电磁等信号的传播延迟时间并使导体之间的交叉耦合最小化，高品质因数可以减少微波系统的能量损失，扩大谐振器的频率选择范围。同时，CaSnSiO5具有正的谐振频率温度系数， K2MoO4具有负的谐振频率温度系数，对这两种陶瓷材料进行复合，可以得到谐振频率温度系数近零的CaSnSiO5-K2MoO4基复合陶瓷微波材料。而近零谐振频率温度系数可以保证工作频率对温度变化的稳定性。且本发明采用低温热压烧结技术合成CaSnSiO5-K2MoO4基复合陶瓷微波材料，在≤200℃的温度下实现致密化，工艺简单安全，低碳节能，低污染。
本发明的有益效果为：
(1)本发明采用冷烧结技术合成CaSnSiO5-K2MoO4基复合陶瓷微波材料，相比于传统陶瓷高温和低温固相烧结，如制备步骤(7)所示，其制备工艺简单，烧结温度更低，仅需180℃，且烧结时间短仅需1h，大大减少了烧结过程中的碳排放和能量消耗。
(2)本发明无需PVA粘结剂，以水作为触媒，将粉体和水混合置入模具中，如制备步骤(6)所示，再通过烧结即可制备出晶粒细小均匀且相对密度≥98％的CaSnSiO5-K2MoO4基复合陶瓷。
附图说明
图1为本发明实例1～6，8，9，制备得到的复合陶瓷微波材料XRD图谱；
图2为本发明实例1～9制备得到的复合陶瓷微波材料相对密度附图；
图3为本发明实例1～9制备得到的复合陶瓷微波材料介电常数附图；
图4为本发明实例1～9制备得到的复合陶瓷微波材料品质因数附图；
图5为本发明实例1～9制备得到的复合陶瓷微波材料谐振频率温度系数附图；
图6为本发明实例7制备得到的复合陶瓷微波材料与银电极共烧SEM图和EDS附图。
如下具体实施例将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明提供的技术方案作进一步说明。
本发明提供一种CaSnSiO5-K2MoO4基复合陶瓷微波材料及其低碳节能制备方法，具体参见以下实施例。
实例1：制备10wt％CaSnSiO5-90wt％K2MoO4复合陶瓷微波材料
依次称取CaCO3(纯度99.99％)15.34579g、SnO2(纯度99.99％)21.9485、 SiO2(纯度99.99％)9.2121g。将上述物料放置在异丙醇作为球磨介质的球磨罐中球磨4小时，得到泥浆状原料；将球磨后的浆料倒出，置入烘箱中于80℃下干燥，得到混合料干粉；将上一步得到的混合料干粉，置入高温炉中预烧 4h，预烧温度为1400℃，使混合料初步反应合成40gCaSnSiO5化合物。再依次称取合成CaSnSiO5粉末0.3000g、K2MoO4(原料，纯度99％)2.7273g置于研钵中，得到3g CaSnSiO5、K2MoO4混合粉体。再取混合粉体质量的15％ (即0.45ml)的去离子水滴加入粉体中并研磨均匀，形成浆料。选用内孔直径为12mm的钢质模具，模具使用前先用脱脂棉花蘸上无水乙醇分别将模具内壁、顶杆、垫块擦拭干净，待模具干燥后，再称取适量的浆料放入模具中，使用单轴压力机施加400MPa的压力，并按6℃/min的升温速率将模具加热至180℃，保温60min，冷却、退模，取出样品。所获样品在120℃的烘干箱中干燥24小时进一步以除去残留的水分，得到10wt％CaSnSiO5-90wt％K2MoO4复合陶瓷微波材料。对实例1制备得到的产物进行XRD分析，如附图1所示，实例1制备得到的产物的XRD图包含CaSnSiO5和K2MoO4两相，并且两者之间没有互相反应，可以很好地与晶体结构数据库的标准PDF卡PDF#86-0928 (CaSnSiO5)和PDF#29-1021(K2MoO4)匹配，说明实例1成功制备了 10wt％CaSnSiO5-90wt％K2MoO4复合陶瓷微波材料。对实例1制备得到的产物进行相对密度计算，如附图2所示，实例1制备得到的产物的相对密度为 99.9％。对实例1制备的产物进行介电常数(εr)测试，如附图3所示，实例 1制备得到的产物的εr为6.764。对实例1制备的产物进行品质因数(Qf)测试，如附图4所示，实例1制备得到的产物的Qf为11394GHz。对实例1制备的产物进行谐振频率温度系数(τf)测试，如附图5所示，实例1制备得到的产物的τf为-62.3ppm/℃。如附图结果可知，实例1制备得到的产物的相对密度高，微波介电性能好。
实例2：制备20wt％CaSnSiO5-80wt％K2MoO4复合陶瓷微波材料
依次称取实例1合成CaSnSiO5粉末0.6000g、K2MoO4(原料，纯度99％) 2.4242g置于研钵中，得到3gCaSnSiO5-K2MoO4混合粉体。再取混合粉体质量的15％(即0.45ml)的去离子水滴加入粉体中并研磨均匀，形成浆料。选用内孔直径为12mm的钢质模具，模具使用前先用脱脂棉花蘸上无水乙醇分别将模具内壁、顶杆、垫块擦拭干净，待模具干燥后，再称取适量的浆料放入模具中，使用单轴压力机施加400MPa的压力，并按6℃/min的升温速率将模具加热至180℃，保温60min，冷却、退模，取出样品。所获样品在120℃的烘干箱中干燥24小时进一步除去残留的水分，得到 20wt％CaSnSiO5-80wt％K2MoO4复合陶瓷微波材料。对实例2制备得到的产物进行XRD分析，如附图1所示，实例2制备得到的产物的XRD图包含CaSnSiO5和K2MoO4两相，并且两者之间没有互相反应，可以很好地与晶体结构数据库的标准PDF卡PDF#86-0928(CaSnSiO5)和PDF#29-1021(K2MoO4)匹配，说明实例2成功制备了20wt％CaSnSiO5-80wt％K2MoO4复合陶瓷微波材料。对实例2制备得到的产物进行相对密度计算，如附图2所示，实例2制备得到的产物的相对密度为99.7％。对实例2制备的产物进行介电常数(εr)测试，如附图3所示，实例2制备得到的产物的εr为7.116。对实例2制备的产物进行品质因数(Qf)测试，如附图4所示，实例2制备得到的产物的Qf为9343GHz。对实例2制备的产物进行谐振频率温度系数(τf)测试，如附图5所示，实例 2制备得到的产物的τf为-54.2ppm/℃。如附图结果可知，实例2制备得到的产物的相对密度高，微波介电性能好。
实例3：制备30wt％CaSnSiO5-70wt％K2MoO4复合陶瓷微波材料
依次称取实例1合成CaSnSiO5粉末0.9000g、K2MoO4(原料，纯度99％) 2.1212g置于研钵中，得到3g CaSiO5-K2MoO4混合粉体。再取混合粉体质量的 15％(即0.45ml)的去离子水滴加入粉体中并研磨均匀，形成浆料。选用内孔直径为12mm的钢质模具，模具使用前先用脱脂棉花蘸上无水乙醇分别将模具内壁、顶杆、垫块擦拭干净，待模具干燥后，再称取适量的浆料放入模具中，使用单轴压力机施加400MPa的压力，并按6℃/min的升温速率将模具加热至180℃，保温60min，冷却、退模，取出样品。所获样品在120℃的烘干箱中干燥24小时进一步除去残留的水分，得到30wt％CaSnSiO5-70wt％K2MoO4复合陶瓷微波材料。对实例3制备得到的产物进行XRD分析，如附图1所示，实例3制备得到的产物的XRD图包含CaSnSiO5和K2MoO4两相，并且两者之间没有互相反应，可以很好地与晶体结构数据库的标准PDF卡PDF#86-0928 (CaSnSiO5)和PDF#29-1021(K2MoO4)匹配，说明实例3成功制备了 30wt％CaSnSiO5-70wt％K2MoO4复合陶瓷微波材料。对实例3制备得到的产物进行相对密度计算，如附图2所示，实例3制备得到的产物的相对密度为 99.4％。对实例3制备的产物进行介电常数(εr)测试，如附图3所示，实例 3制备得到的产物的εr为7.524。对实例3制备的产物进行品质因数(Qf)测试，如附图4所示，实例3制备得到的产物的Qf为8004GHz。对实例3制备的产物进行谐振频率温度系数(τf)测试，如附图5所示，实例3制备得到的产物的τf为-44.4ppm/℃。如附图结果可知，实例3制备得到的产物的相对密度高，微波介电性能好。
实例4：制备40wt％CaSnSiO5-60wt％K2MoO4复合陶瓷微波材料
依次称取实例1合成CaSnSiO5粉末0.9000g、K2MoO4(原料，纯度99％) 1.8182g置于研钵中，得到3gCaSnSiO5-K2MoO4混合粉体。再取混合粉体质量的15％(即0.45ml)的去离子水滴加入粉体中并研磨均匀，形成浆料。选用内孔直径为12mm的钢质模具，模具使用前先用脱脂棉花蘸上无水乙醇分别将模具内壁、顶杆、垫块擦拭干净，待模具干燥后，再称取适量的浆料放入模具中，使用单轴压力机施加400MPa的压力，并按6℃/min的升温速率将模具加热至180℃，保温60min，冷却、退模，取出样品。所获样品在120℃的烘干箱中干燥24小时进一步除去残留的水分，得到 40wt％CaSnSiO5-60wt％K2MoO4复合陶瓷微波材料。对实例4制备得到的产物进行XRD分析，如附图1所示，实例4制备得到的产物的XRD图包含CaSnSiO5和K2MoO4两相，并且两者之间没有互相反应，可以很好地与晶体结构数据库的标准PDF卡PDF#86-0928(CaSnSiO5)和PDF#29-1021(K2MoO4)匹配，说明实例4成功制备了40wt％CaSnSiO5-60wt％K2MoO4复合陶瓷微波材料。对实例4制备得到的产物进行相对密度计算，如附图2所示，实例4制备得到的产物的相对密度为99.2％。对实例4制备的产物进行介电常数(εr)测试，如附图3所示，实例4制备得到的产物的εr为8.037。对实例4制备的产物进行品质因数(Qf)测试，如附图4所示，实例4制备得到的产物的Qf为7628GHz。对实例4制备的产物进行谐振频率温度系数(τf)测试，如附图5所示，实例 4制备得到的产物的τf为-29.7ppm/℃。如附图结果可知，实例4制备得到的产物的相对密度高，微波介电性能好。
实例5：制备50wt％CaSnSiO5-50wt％K2MoO4复合陶瓷微波材料
依次称取实例1合成CaSnSiO5粉末1.5000g、K2MoO4(原料，纯度99％) 1.5152g置于研钵中，得到3gCaSnSiO5-K2MoO4混合粉体。再取混合粉体质量的15％(即0.45ml)的去离子水滴加入粉体中并研磨均匀，形成浆料。选用内孔直径为12mm的钢质模具，模具使用前先用脱脂棉花蘸上无水乙醇分别将模具内壁、顶杆、垫块擦拭干净，待模具干燥后，再称取适量的浆料放入模具中，使用单轴压力机施加400MPa的压力，并按6℃/min的升温速率将模具加热至180℃，保温60min，冷却、退模，取出样品。所获样品在120℃的烘干箱中干燥24小时进一步除去残留的水分，得到 50wt％CaSnSiO5-50wt％K2MoO4复合陶瓷微波材料。对实例5制备得到的产物进行XRD分析，如附图1所示，实例5制备得到的产物的XRD图包含CaSnSiO5和K2MoO4两相，并且两者之间没有互相反应，可以很好地与标准晶体结构数据库PDF卡PDF#86-0928(CaSnSiO5)和PDF#29-1021(K2MoO4)匹配，说明实例5成功制备了50wt％CaSnSiO5-50wt％K2MoO4复合陶瓷微波材料。对实例5制备得到的产物进行相对密度计算，如附图2所示，实例5制备得到的产物的相对密度为99％。对实例5制备的产物进行介电常数(εr)测试，如附图 3所示，实例5制备得到的产物的εr为8.38。对实例5制备的产物进行品质因数(Qf)测试，如附图4所示，实例5制备得到的产物的Qf为6830GHz。对实例5制备的产物进行谐振频率温度系数(τf)测试，如附图5所示，实例5 制备得到的产物的τf为-17.7ppm/℃。如附图结果可知，实例5制备得到的产物的相对密度高，微波介电性能好。
实例6：制备60wt％CaSnSiO5-40wt％K2MoO4复合陶瓷微波材料
依次称取实例1合成CaSnSiO5粉末1.8000g、K2MoO4(原料，纯度99％) 1.2121g置于研钵中，得到3gCaSnSiO5-K2MoO4混合粉体。再取混合粉体质量的15％(即0.45ml)的去离子水滴加入粉体中并研磨均匀，形成浆料。选用内孔直径为12mm的钢质模具，模具使用前先用脱脂棉花蘸上无水乙醇分别将模具内壁、顶杆、垫块擦拭干净，待模具干燥后，再称取适量的浆料放入模具中，使用单轴压力机施加400MPa的压力，并按6℃/min的升温速率将模具加热至180℃，保温60min，冷却、退模，取出样品。所获样品在120℃的烘干箱中干燥24小时进一步除去残留的水分，得到 60wt％CaSnSiO5-40wt％K2MoO4复合陶瓷微波材料。对实例6制备得到的产物进行XRD分析，如附图1所示，实例6制备得到的产物的XRD图包含CaSnSiO5和K2MoO4两相，并且两者之间没有互相反应，可以很好地与标准晶体结构数据库PDF卡PDF#86-0928(CaSnSiO5)和PDF#29-1021(K2MoO4)匹配，说明实例6成功制备了60wt％CaSnSiO5-40wt％K2MoO4复合陶瓷微波材料。对实例6制备得到的产物进行相对密度计算，如附图2所示，实例6制备得到的产物的相对密度为98.7％。对实例6制备的产物进行介电常数(εr)测试，如附图3所示，实例6制备得到的产物的εr为8.815。对实例6制备的产物进行品质因数(Qf)测试，如附图4所示，实例6制备得到的产物的Qf为6576GHz。对实例6制备的产物进行谐振频率温度系数(τf)测试，如附图5所示，实例 6制备得到的产物的τf为-9.9ppm/℃。如附图结果可知，实例6制备得到的产物的相对密度高，微波介电性能好。
实例7：制备65wt％CaSnSiO5-35wt％K2MoO4复合陶瓷微波材料
依次称取实例1合成CaSnSiO5干粉1.9500g、K2MoO4(原料，纯度99％) 1.0606g置于研钵中，得到3gCaSnSiO5-K2MoO4混合粉体。再取混合粉体质量的15％(即0.45ml)的去离子水滴加入粉体中并研磨均匀，形成浆料。选用内孔直径为12mm的钢质模具，模具使用前先用脱脂棉花蘸上无水乙醇分别将模具内壁、顶杆、垫块擦拭干净，待模具干燥后，再称取适量的浆料放入模具中，使用单轴压力机施加400MPa的压力，并按6℃/min的升温速率将模具加热至180℃，保温60min，冷却、退模，取出样品。所获样品在120℃的烘干箱中干燥24小时进一步除去残留的水分，得到 65wt％CaSnSiO5-35wt％K2MoO4复合陶瓷微波材料。对实例7制备得到的产物进行XRD分析，如附图1所示，实例7制备得到的产物的XRD图包含CaSnSiO5和K2MoO4两相，并且两者之间没有互相反应，可以很好地与晶体结构数据库标准PDF卡PDF#86-0928(CaSnSiO5)和PDF#29-1021(K2MoO4)匹配，说明实例7成功制备了65wt％CaSnSiO5-35wt％K2MoO4复合陶瓷微波材料。对实例7制备得到的产物进行相对密度计算，如附图2所示，实例7制备得到的产物的相对密度为98.6％。对实例7制备的产物进行介电常数(εr)测试，如附图3所示，实例7制备得到的产物的εr为9.168。对实例7制备的产物进行品质因数(Qf)测试，如附图4所示，实例7制备得到的产物的Qf为6240GHz。对实例7制备的产物进行谐振频率温度系数(τf)测试，如附图5所示，实例 7制备得到的产物的τf为-0.5ppm/℃。对实列7制备的产物与银粉在180℃，保温60min共烧，获得样品断面做扫面电镜(SEM)和元素能谱分析测试(EDS), 如附图6所示，CaSnSiO5-K2MoO4-Ag三者间没有发生化学反应，兼容性好。如附图结果可知，实例7制备得到的产物的相对密度高，微波介电性能好,与银电极兼容，在器件上具有应用前景。
实例8：制备70wt％CaSnSiO5-30wt％K2MoO4复合陶瓷微波材料
依次称取实例1合成CaSnSiO5粉末2.1000g、K2MoO4(原料，纯度99％) 0.9091g置于研钵中，得到3gCaSnSiO5-K2MoO4混合粉体。再取混合粉体质量的15％(即0.45ml)的去离子水滴加入粉体中并研磨均匀，形成浆料。选用内孔直径为12mm的钢质模具，模具使用前先用脱脂棉花蘸上无水乙醇分别将模具内壁、顶杆、垫块擦拭干净，待模具干燥后，再称取适量的浆料放入模具中，使用单轴压力机施加400MPa的压力，并按6℃/min的升温速率将模具加热至180℃，保温60min，冷却、退模，取出样品。所获样品在120℃的烘干箱中干燥24小时进一步除去残留的水分，得到 70wt％CaSnSiO5-30wt％K2MoO4复合陶瓷微波材料。对实例8制备得到的产物进行XRD分析，如附图1所示，实例8制备得到的产物的XRD图包含CaSnSiO5和K2MoO4两相，并且两者之间没有互相反应，可以很好地与晶体结构数据库标准PDF卡PDF#86-0928(CaSnSiO5)和PDF#29-1021(K2MoO4)匹配，说明实例8成功制备了70wt％CaSnSiO5-30wt％K2MoO4复合陶瓷微波材料。对实例8制备得到的产物进行相对密度计算，如附图2所示，实例8制备得到的产物的相对密度为98.5％。对实例8制备的产物进行介电常数(εr)测试，如附图3所示，实例8制备得到的产物的εr为9.239。对实例8制备的产物进行品质因数(Qf)测试，如附图4所示，实例8制备得到的产物的Qf为5484GHz。对实例8制备的产物进行谐振频率温度系数(τf)测试，如附图5所示，实例 8制备得到的产物的τf为5ppm/℃。如附图结果可知，实例8制备得到的产物的相对密度高，微波介电性能好。
实例9：制备80wt％CaSnSiO5-20wt％K2MoO4复合陶瓷微波材料
依次称取实例1合成CaSnSiO5干粉，2.4000g、K2MoO4(纯度99％)0.6061g 置于研钵中，得到3gCaSnSiO5、K2MoO4混合粉体。再取混合粉体质量的15％ (即0.45ml)的去离子水滴加入粉体中并研磨均匀，形成浆料。选用内孔直径为12mm的钢质模具，模具使用前先用脱脂棉花蘸上无水乙醇分别将模具内壁、顶杆、垫块擦拭干净，待模具干燥后，再称取适量的浆料放入模具中，使用单轴压力机施加400MPa的压力，并按6℃/min的升温速率将模具加热至180℃，保温60min，冷却、退模，取出样品。所获样品在120℃的烘干箱中干燥24小时进一步除去残留的水分，得到80wt％CaSnSiO5-20wt％K2MoO4复合陶瓷微波材料。对实例9制备得到的产物进行XRD分析，如附图1所示，实例9制备得到的产物的XRD图包含CaSnSiO5和K2MoO4两相，并且两者之间没有互相反应，可以很好地与晶体结构数据库标准PDF卡PDF#86-0928(CaSnSiO5)和PDF#29-1021(K2MoO4)匹配，说明实例9成功制备了 80wt％CaSnSiO5-20wt％K2MoO4复合陶瓷微波材料。对实例9制备得到的产物进行相对密度计算，如附图2所示，实例9制备得到的产物的相对密度为98％。对实例9制备的产物进行介电常数(εr)测试，如附图3所示，实例9制备得到的产物的εr为9.785。对实例9制备的产物进行品质因数(Qf)测试，如附图4所示，实例9制备得到的产物的Qf为2791GHz。对实例9制备的产物进行谐振频率温度系数(τf)测试，如附图5所示，实例9制备得到的产物的τf为22ppm/℃。如附图结果可知，实例9制备得到的产物的相对密度高，微波介电性能好。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (2)

1.一种CaSnSiO5-K2MoO4基复合陶瓷微波材料，其特征在于：所述复合陶瓷微波材料化学组成的通式为：(1-x)CaSnSiO5-xK2MoO4，其中x为质量百分比为20，30，35，40，50，60，70，80，90wt%中任一种；其介电常数e r 范围为6.764~9.785，品质因数Qf的范围为2791GHz~11395GHz，谐振频率温度系数τf的范围为-54.2ppm/oC~+22ppm/oC。
2.一种CaSnSiO5-K2MoO4基复合陶瓷微波材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
（1）配料：首先按化学通式CaSnSiO5中的Ca、Sn、Si元素的化学计量比，称取各原料：CaCO3、SnO2、SiO2，上述原料纯度均为99.99%；
（2）混料：将原料倒入球磨罐中，异丙醇做球磨介质，球磨混合4小时，得到泥浆状原料；
（3）烘干：将球磨后的浆料倒出，置入烘箱中于80°C下干燥至恒重，得到混合料干粉；
（4）预烧：将上一步得到的混合料干粉，置入高温炉中预烧4h，预烧温度为1400°C，使混合料初步反应合成CaSnSiO5化合物；
（5）配料：将合成好的CaSnSiO5和纯度为99％的K2MoO4按重量比称量；
（6）混料：在上述混合物中加入15wt%的去离子水，混合均匀，得到不同重量比CaSnSiO5-K2MoO4混合物浆料；复合陶瓷微波材料化学组成的通式为：(1-x)CaSnSiO5-xK2MoO4，其中x为质量百分比为20，30，35，40，50，60，70，80，90wt%中任一种；
（7）低碳节能烧结：将上一步得到的含水混合物浆料置入模具中，将模具放入热压机中，加热到180℃，施压400MPa，热压60分钟，得到致密化复合陶瓷；
（8）干燥：将上一步得到的致密化复合陶瓷样品在120℃的烘干箱中进一步干燥24小时以除去残留的水分，得到CaSnSiO5-K2MoO4复合陶瓷成品。
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