专利名称：：高频低损耗微晶玻璃材料的制造方法
技术领域：
：本发明是关于高频低损耗微晶玻璃材料的制造方法，更确切地说涉及一种高强度耐候性好的微波介质材料的制造方法。属于微晶玻璃领域。众所周知，微晶玻璃又称玻璃陶瓷，是一种性能优良的材料，在工业、国防、军工许多领域中有广泛的应用。其中MgO-Al2O3-SiO2-TiO2系统是一种性能优良的微波介质材料。据美国专利USP4304603和USP5013605A报导SiO2含量48～53％，Al2O321-25％KgO15-18，TiO29.5-11.5％，其介电常数为5.0-6.0。如何使MgO-Al2O3-SiO2-TiO2系统的介电常数进一步提高到7.2-7.5，而介电损耗tgδ＜2×10-4，成为许多科技工作者长期追求的目标之一。本发明的目的在于使掺杂TiO2的MgO-Al2O3-SiO2的微晶玻璃系统的TiO2含量从文献报导的8.9-11.5％提高到15-20％，使制成的堇青石微晶玻璃具有高频低损耗的特点，使介电常数ε从6提高到7。由于TiO2含量的提高，导致玻璃的析透现象，因此需相应改变SiO2含量，采用高温熔制的快冷措施获得透明玻璃。表1为本发明提供的高频低损耗微晶玻璃介质材料的组分与美国专利的对比。表1本发明与相应文献组分比较(wt％)</tables>从表1可知，本发明的组成范围与相应的专利文献报导不同，尤其是TiO2含量提高，使工艺难度增加，SiO2含量的降低，快冷措施的实施，不至于产生析透现象。本发明主要采用国产化工原料(氧化镁、氢氧化铝、钛白粉)以及石英砂，按表1所示成份，采用浇铸成型工艺，经快冷措施，冷加工后再晶化处理，即可获得介电常数为7.0-7.5系统的微波介质材料。具体地说，以氧化镁、氢氧化铝、钛白粉以及石英砂等化工原料作为玻璃配合料，加入1wt％氧砷和1wt％硝酸铵作为澄清剂，玻璃熔制温度为1460-1510℃保温3小时，晶化分二阶段进行，第一阶段晶化温度为730±10℃，第二阶段为1250℃±10℃保温时间分别为1小时和5小时，其他工艺条件与一般玻璃制作工艺相同。本发明的特点是使用原料来源是丰富而廉价的化工原料，只需控制含铁量低于0.05wt％，碱金属含量＜0.5wt％氧化钙含量小1％即可。特点之二是配料，混合，溶制，晶化工艺各件要求简单，采用常规微晶玻璃工艺。特点之三是制得微晶玻璃含有镁铝钛相和堇青石不同，主要性能如表2所示表2本发明提供的微晶玻璃性能</tables>实施例1玻璃组成(wt％)为SiO247MgO15Al2O318TiO220澄清剂加入量为1wt％硝酸铵和1wt％氧化砷以石英砂、氧化镁、氢氧化铝和钛白粉为原料按上述组分称量、混合然后在1510℃溶融保温3小时，熔制后浇铸在模具中快速冷却成为棕色透明的玻璃，然后经740℃保温1小时再升温至1250℃保温5小时，冷却至室温即成高频低损耗微晶玻璃介质材料其性能如表2所示。介电常数ε＝7.5，介电损耗＜2×10-4。实施例2、3微晶玻璃组成和性能如表3所示，熔融保温温度分别为1460℃和1480℃，保温3小时，晶化时第一阶段温度分别为730℃和750℃，第二阶段为1240℃其余条件同实施例1。表3实施例2、3组成(wt％)和性能权利要求1.一种高频低损耗微晶玻璃材料的制造方法，属于掺杂TiO2的MgO-Al2O3-SiO2系统，其特征在于(1)各组分的重量百分含量是SiO236-47Al2O3b18-28MgO15-27TiO215-20(2)TiO2含量的提高造成的玻璃析透现象通过改变SiO2含量，采用快速冷却方法，予以避免。(3)加入1wt％硝酸铵和1wt％氧化砷为澄清剂。(4)熔制温度为1460-1510℃保温3小时。(5)二阶段晶化，第一阶段晶化温度为730℃±10℃，保温1小时；第二阶段晶化温度为1250℃±10℃，保温5小时。(6)以国产氧化镁、氢氧化铝、钛白粉及石英砂为主要原料。2.按权利要求1所述的微晶玻璃制造方法，其特征在于(1)玻璃组成(wt％)为SiO247，MgO15A2O318，TiO220(2)熔融温度为1510℃，保温3小时(3)第一阶段晶化温度为740℃，保温1小时；第二阶段晶化温度为1250℃，保温5小时。3.按权利要求1所述的制造方法，其特征在于(1)玻璃的组成范围为(1wt％)SiO242，MgO19，Al2O3b21，TiO218(3)第一阶段晶化温度为730℃，保温1小时；第二阶段晶化温度为1240℃，保温5小时。4.按权利要求1所述的制造方法，其特征在于(1)玻璃的组成范围为(wt％)，SiO236，MgO27，Al2O328，TiO215；(2)熔融温度为1480℃，保温3小时；(3)第一阶段晶化温度为750℃，保温1小时；第二阶段晶化温度为1240℃，保温5小时。全文摘要一种高频低损耗微晶玻璃介质材料的制造方法,属于微晶玻璃领域,本发明提供的系统为SiO文档编号C03C10/00GK1186781SQ9611664公开日1998年7月8日申请日期1996年12月30日优先权日1996年12月30日发明者张干城,罗澜,王文华,沈崇德,赵强,项建军,周雪琴申请人:中国科学院上海硅酸盐研究所