本技術(shù)屬于陶瓷材料制備，尤其涉及一種低介電常數(shù)多重復(fù)合微波介質(zhì)陶瓷的制備方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、微波介電陶瓷，作為微波頻段電路中不可或缺的介質(zhì)材料，憑借其獨(dú)特的性能在無線通信領(lǐng)域發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。這類陶瓷材料具有高介電常數(shù)、低損耗和近乎零的頻率溫度系數(shù)等顯著特點(diǎn)，使其在諧振器、濾波器、介質(zhì)天線等微波電路中擁有廣泛的應(yīng)用。微波介電陶瓷的分類多樣，可以從組成、結(jié)構(gòu)、介電性能以及應(yīng)用頻域等多個(gè)角度進(jìn)行劃分。特別是按照應(yīng)用頻域，可分為低頻(0.8～4ghz)、中頻(4～8ghz)以及高頻等幾大類，每類陶瓷材料都有其獨(dú)特的介電性能和應(yīng)用場景。在制備技術(shù)方面，微波介質(zhì)陶瓷涵蓋了粉末制備技術(shù)等多種方法。這些技術(shù)對于控制陶瓷的微觀結(jié)構(gòu)和性能至關(guān)重要，直接影響著陶瓷在微波電路中的性能表現(xiàn)。通過優(yōu)化制備工藝，可以進(jìn)一步提高微波介電陶瓷的性能，滿足日益增長的市場需求。

2、在現(xiàn)代通信領(lǐng)域，微波介電陶瓷廣泛應(yīng)用于移動電話、汽車電話、電視衛(wèi)星接收器等設(shè)備中。隨著無線通信技術(shù)的不斷發(fā)展，微波介電陶瓷的應(yīng)用前景將更加廣闊。未來，隨著5g、6g等新一代通信技術(shù)的普及，微波介電陶瓷將在更高頻段、更復(fù)雜的應(yīng)用場景中發(fā)揮更大的作用。同時(shí)，微波介電陶瓷的發(fā)展也面臨著一些挑戰(zhàn)。隨著市場對高性能、低成本、環(huán)保等方向的需求不斷增長，微波介電陶瓷需要不斷創(chuàng)新和改進(jìn)。

3、新型制備技術(shù)和材料設(shè)計(jì)方法的不斷涌現(xiàn)為微波介電陶瓷的發(fā)展帶來了新的機(jī)遇。通過不斷研發(fā)新型材料、優(yōu)化制備工藝、降低生產(chǎn)成本等措施，可以進(jìn)一步提高微波介電陶瓷的性能和競爭力。綜上所述，微波介電陶瓷作為一種重要的電子材料，在無線通信領(lǐng)域具有不可替代的作用。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場需求的不斷增長，微波介電陶瓷將會迎來更加廣闊的發(fā)展空間和應(yīng)用前景。我們有理由相信，在不久的將來，微波介電陶瓷將在無線通信領(lǐng)域發(fā)揮更加重要的作用，為人類創(chuàng)造更加美好的生活。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，而提供一種低介電常數(shù)多重復(fù)合微波介質(zhì)陶瓷的制備方法及應(yīng)用。

2、本技術(shù)采用以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題：

3、一種低介電常數(shù)多重復(fù)合微波介質(zhì)陶瓷的制備方法，包括如下步驟：

4、(1)將主劑混合后，加水進(jìn)行一次球磨，得到混合料；

5、(2)將步驟(1)得到的混合料進(jìn)行干燥、煅燒和一次降溫，得到預(yù)制料；

6、(3)將預(yù)制料進(jìn)行二次球磨、燒結(jié)，并二次降溫得到復(fù)合陶瓷材料；

7、其中，所述主劑由氧化鋅、氧化鎂和一氧化鎳和二氧化硅組成。

8、優(yōu)選地，步驟(1)滿足下列條件中的至少一種：

9、所述一次球磨的時(shí)間為20～30h，較佳地為24h。

10、所述一次球磨的轉(zhuǎn)速為300～500rpm，較佳地為450rpm。

11、優(yōu)選地，步驟(1)中，所述混合料的直徑為8～15mm，厚度為3～6mm。

12、優(yōu)選地，步驟(2)中滿足下列條件中的至少一種：

13、所述干燥的時(shí)間為20～30h；

14、所述干燥的溫度為90～100℃；

15、所述一次降溫為程序降溫，較佳地，所述程序降溫為4～8℃/min進(jìn)行；

16、所述一次降溫的溫度為降溫至90～100℃。

17、優(yōu)選地，步驟(2)中所述煅燒滿足下列條件中的至少一種：

18、所述煅燒的溫度為1000～1200℃；較佳地為1150℃。

19、所述煅燒的時(shí)間為2～4h；較佳地為3h。

20、所述煅燒的方式為程序升溫，較佳地，所述程序升溫為4～8℃/min進(jìn)行。

21、優(yōu)選地，步驟(3)中所述燒結(jié)滿足下列條件中的至少一種：

22、所述二次球磨的時(shí)間為20～30h，較佳地為24h。

23、所述二次球磨的轉(zhuǎn)速為300～500rpm，較佳地為450rpm；

24、所述燒結(jié)的方式為程序升溫，較佳地，所述程序升溫為4～8℃/min進(jìn)行。

25、所述燒結(jié)的溫度為1200～1400℃；較佳的為1250～1375℃；

26、所述燒結(jié)的溫度為3～6h；較佳地為4h；

27、所述燒結(jié)為在空氣下進(jìn)行所述煅燒；

28、所述二次降溫為程序降溫，較佳地，所述程序降溫為4～8℃/min進(jìn)行；

29、所述二次降溫的溫度為降溫至90～100℃。

30、優(yōu)選地，步驟(3)中在二次球磨前還包括研磨的操作，所述研磨的過程中還加入粘結(jié)劑，其中，所述粘結(jié)劑的質(zhì)量百分比為15～30wt％。

31、優(yōu)選地，步驟(3)所述研磨后進(jìn)行造粒和壓制成型的操作；

32、其中，所述造粒的過篩目數(shù)為30～50目；

33、所述壓制成型的壓強(qiáng)為100～200mpa。

34、一種低介電常數(shù)多重復(fù)合微波介質(zhì)陶瓷，其由如上低介電常數(shù)多重復(fù)合微波介質(zhì)陶瓷的制備方法制備而成，其中，所述復(fù)合陶瓷為[(zn0.8mg0.2)1-xnix]2sio4陶瓷，x為0.05～0.2

35、一種低介電常數(shù)多重復(fù)合微波介質(zhì)陶瓷的制備方法，其在介電材料及半導(dǎo)體器件中的應(yīng)用。

36、在符合本領(lǐng)域常識的基礎(chǔ)上，上述各優(yōu)選條件，可任意組合，即得本技術(shù)各較佳實(shí)例。

37、本技術(shù)所用試劑和原料均市售可得。

38、本技術(shù)的積極進(jìn)步效果在于：

39、(1)本技術(shù)所提供的制備方法，與單相mg2sio4和zn2sio4相比，[(zn0.8mg0.2)1-xnix]2sio4組成的陶瓷可以在顯著降低燒結(jié)溫度。盡管在[(zn0.8mg0.2)1-xnix]2sio4(x＝0.05)附近檢測到q×f值的顯著降低，但很明顯的這些陶瓷的q×f值可以通過ni替代mg和zn而得到顯著提高，并伴隨著諧振頻率溫度系數(shù)(τf)的降低。隨著(zn0.8mg0.2)2+的增加，晶胞體積逐漸減小，氧四面體的平均畸變相應(yīng)增加。同時(shí)，由zn(1)o4、zn(2)o4和sio4之間通過共享角度形成的六元環(huán)的對稱性得到增強(qiáng)。對于0.05至0.2范圍內(nèi)的x值，由于六元環(huán)的對稱性增強(qiáng)，陶瓷的q×f值會增加。x值的增加會導(dǎo)致(zn0.8mg0.2)與ni的化學(xué)計(jì)量比偏離，從而增加液相含量并減小晶粒尺寸，進(jìn)而提高q×f值。在x＝0.2和燒結(jié)溫度為1325℃時(shí)，[(zn0.8mg0.2)0.8ni0.2]2sio4陶瓷顯示出最佳的微波介電性能：相對介電常數(shù)(εr)為6.84，品質(zhì)因數(shù)乘以頻率(q×f)為27,185ghz，諧振頻率溫度系數(shù)(τf)為-37ppm/℃，具有廣泛的應(yīng)用前景。

40、(2)本技術(shù)利用了橄欖石和硅鋅礦的混合相結(jié)構(gòu)，不僅賦予了材料低介電常數(shù)，還顯著提升了其品質(zhì)因數(shù)。通過精確控制原料配比和合成工藝，成功合成了[(zn0.8mg0.2)1-xnix]2sio4陶瓷，該陶瓷不僅密度低、介電常數(shù)低，而且品質(zhì)因數(shù)高，展現(xiàn)出卓越的綜合性能。在應(yīng)用領(lǐng)域方面，這種輕質(zhì)硅酸鹽微波介質(zhì)陶瓷材料在介質(zhì)基板、諧振器和濾波器等關(guān)鍵組件中具有廣泛的應(yīng)用前景。特別是在5g、6g等先進(jìn)無線通訊技術(shù)中，小型化和輕量化已成為天線設(shè)計(jì)的重要趨勢。本發(fā)明的輕質(zhì)微波介質(zhì)陶瓷材料正好滿足了這一需求，為無線通信設(shè)備的發(fā)展提供了有力的支持。

41、(3)本技術(shù)所提供的符合陶瓷材料，實(shí)現(xiàn)了材料的顯著輕量化，還具備優(yōu)異的抗吸水能力，從而確保了其在各種環(huán)境條件下的穩(wěn)定性。