阅读说明：本技术 一种具有可调控负介电常数的氧化铝陶瓷浸渍蔗糖材料及其制备方法 (Alumina ceramic impregnated sucrose material with adjustable negative dielectric constant and preparation method thereof ) 是由 程传兵 孙晓 沈建兴 于 2019-11-18 设计创作，主要内容包括：本专利涉及一种可调控介电常数氧化铝陶瓷浸渍蔗糖的制备方法,该材料的组成主要包括基体相的氧化铝陶瓷和导电相的蔗糖裂解碳,通过调节不同的浸渍次数来调整体系中导电相的含量。该材料的成分组成可用化学式xC/(1-x)Al<Sub>2</Sub>O<Sub>3</Sub>表示,所制备方法包括以下步骤：(1)多孔氧化铝陶瓷的制备(配料、球磨、成型、烧结)；(2)浸渍蔗糖；(3)还原得到相应的碳含量。本发明通过在氧化铝陶瓷基体中浸渍蔗糖还原裂解碳作为导电相,从而能得到既具有陶瓷材料高强度硬度的优异性能,又具有导电性,在一定外加磁场的范围内实现负介电常数。(The invention relates to a preparation method of alumina ceramic impregnated sucrose with adjustable dielectric constant, which mainly comprises alumina ceramic of a matrix phase and sucrose cracking carbon of a conductive phase, and the content of the conductive phase in a system is adjusted by adjusting different impregnation times. The composition of the material can be represented by the chemical formula xC/(1-x) Al 2 O 3 The preparation method comprises the following steps: (1) preparing porous alumina ceramics (burdening, ball-milling, molding and sintering); (2) dipping sucrose; (3) reducing to obtain the corresponding carbon content. The invention relates to aThe alumina ceramic matrix is impregnated with sucrose reduction cracking carbon as a conductive phase, so that the ceramic material has the excellent performance of high strength and hardness and conductivity, and the negative dielectric constant is realized in a certain range of an external magnetic field.)

一种具有可调控负介电常数的氧化铝陶瓷浸渍蔗糖材料及其 制备方法

技术领域

本发明涉及负参数技术领域，尤其涉及作为裂解碳材料来源的蔗糖。

背景技术

传统材料的电磁参数绝大多数为正值，自然界中只有少数的材料具有负参数，但随着人们对材料范畴的不断探索和研究，发现通过调控材料的微观结构和配比能得到可以调控的负介电常数材料，我们称这种具有负参数的材料叫做超材料。

传统材料的电磁参数绝大多数为正值，自然界中只有少数的材料具有负参数，但随着人们对材料范畴的不断探索和研究，发现通过调控材料的微观结构和配比能得到可以调控的负介电常数材料，我们称这种具有负参数的材料叫做超材料。

发明内容

为了解决目前金属超材料不易调控负介电常数的问题，本发明选择了蔗糖作为功能材料，当碳材料在一定温度下裂解不定性碳膜，可以均匀的附着在陶瓷颗粒表面，制备出具有易调控的负介电常数超材料。

为了实现上述技术目的，本发明的技术方案为：

本发明设计一种C/Al₂O₃超材料的制备方法，该陶瓷的成分组成可用化学式表示为：xC/Al₂O₃，其主要的制备原料包括活性炭、氧化铝粉、二氧化钛和蔗糖。其特征在于，所制备方法包括以下步骤：

(1) 按照质量配比为18 wt%的活性炭，3 wt%TiO₂（烧结助剂）和对应量的Al₂O₃称量，以无水乙醇为分散介质，置于球磨罐中于200r/min下球磨6h。干燥得到混合均匀的粉体，加入适量的PVA作为粘结剂对制得粉体进行研磨，造粒后干燥过筛模压成φ=19mm，t=2mm 的陶瓷片，得到的生坯置于马弗炉中烧结。

(2) 配制一定浓度的的蔗糖生长液，将步骤(1)中的陶瓷片分为四个组分，得到相同组分的C/Al₂O₃裂解碳陶瓷样品。

(3) 还原处理，将得到不同组分的样品置于真空管式炉中分别于600^oC、750^oC、900^oC、1050^oC下还原2h。

2.根据权利要求1所述的C/Al₂O₃陶瓷的制备方法，其特征在于：制备方法中包含球磨并干燥；步骤(1)中陶瓷片于600℃下马弗炉中烧结6小时，烧结温度曲线为：

室温—^120min—600^oC—^360min—600^oC—^120min—室温

步骤(3)中陶瓷片于600^oC、750^oC、900^oC、1050^oC下真空管式炉中烧结2小时，在氮气的保护气氛下烧结温度曲线为：

室温—^120min—600^oC—^120min—600^oC—^120min—室温

室温—^150min—750^oC—^120min—750^oC—^150min—室温

室温—^180min—900^oC—^120min—900^oC—^180min—室温

室温—^210min—1050^oC—^120min—1050^oC—^210min—室温

研究发现，复合材料的烧结温度对复合材料的介电性能具有很大影响，本发明采用以上技术方案，通过调整复合材料的烧结温度，可以得到具有负介电常数的超材料。

本发明的有益效果：

(1) 通过本发明的超材料通过改变烧结温度可以实现可调控的负参数。

(2) 通过本发明制备的超材料有望用于隐身和雷达等领域。

附图说明

下面结合附图和

具体实施方式

对本发明作进一步阐述：

图1不同温度C/Al₂O₃复合材料的 XRD示意图

图2 750^oC下C/Al₂O₃复合材料的拉曼光谱图

图3 不同温度Mo/Al₂O₃复合材料的介电常数示意图。

具体实施方式

一种超材料的制备方法，包括以下步骤：

实施例1

(1) 按照质量配比为18 wt%的活性炭，3 wt%TiO₂（烧结助剂）和对应量的Al₂O₃称量，以无水乙醇为分散介质，置于球磨罐中于200r/min下球磨6h。干燥得到混合均匀的粉体，加入适量的PVA作为粘结剂对制得粉体进行研磨，造粒后干燥过筛模压成φ=19mm，t=2mm 的陶瓷片，得到的生坯置于马弗炉中烧结。

(2) 配制一定浓度的的蔗糖生长液，将步骤(1)中的陶瓷片分为四个组分，得到相同组分的C/Al₂O₃裂解碳陶瓷样品。

(3) 还原处理，将得到不同组分的样品置于真空管式炉中分别于600^oC还原2h。

(4) 将步骤(4)中取出的样片打磨抛光后。使用酒精超声并置于干燥箱中干燥后披银处理测样片的介电性能。

实施例2

(1) 按照质量配比为18 wt%的活性炭，3 wt%TiO₂（烧结助剂）和对应量的Al₂O₃称量，以无水乙醇为分散介质，置于球磨罐中于200r/min下球磨6h。干燥得到混合均匀的粉体，加入适量的PVA作为粘结剂对制得粉体进行研磨，造粒后干燥过筛模压成φ=19mm，t=2mm 的陶瓷片，得到的生坯置于马弗炉中烧结。

(2) 配制一定浓度的的蔗糖生长液，将步骤(1)中的陶瓷片分为四个组分，得到相同组分的C/Al₂O₃裂解碳陶瓷样品。

(3) 还原处理，将得到不同组分的样品置于真空管式炉中分别于750^oC还原2h。

(4) 将步骤(4)中取出的样片打磨抛光后。使用酒精超声并置于干燥箱中干燥后披银处理测样片的介电性能。

实施例3

(1) 按照质量配比为18 wt%的活性炭，3 wt%TiO₂（烧结助剂）和对应量的Al₂O₃称量，以无水乙醇为分散介质，置于球磨罐中于200r/min下球磨6h。干燥得到混合均匀的粉体，加入适量的PVA作为粘结剂对制得粉体进行研磨，造粒后干燥过筛模压成φ=19mm，t=2mm 的陶瓷片，得到的生坯置于马弗炉中烧结。

(2) 配制一定浓度的的蔗糖生长液，将步骤(1)中的陶瓷片分为四个组分，得到相同组分的C/Al₂O₃裂解碳陶瓷样品。

(3) 还原处理，将得到不同组分的样品置于真空管式炉中分别于900^oC还原2h。

(4) 将步骤(4)中取出的样片打磨抛光后。使用酒精超声并置于干燥箱中干燥后披银处理测样片的介电性能。

实施例4

(1) 按照质量配比为18 wt%的活性炭，3 wt%TiO₂（烧结助剂）和对应量的Al₂O₃称量，以无水乙醇为分散介质，置于球磨罐中于200r/min下球磨6h。干燥得到混合均匀的粉体，加入适量的PVA作为粘结剂对制得粉体进行研磨，造粒后干燥过筛模压成φ=19mm，t=2mm 的陶瓷片，得到的生坯置于马弗炉中烧结。

(2) 配制一定浓度的的蔗糖生长液，将步骤(1)中的陶瓷片分为四个组分，得到相同组分的C/Al₂O₃裂解碳陶瓷样品。

(3) 还原处理，将得到不同组分的样品置于真空管式炉中分别于1050^oC还原2h。

(4) 将步骤(4)中取出的样片打磨抛光后。使用酒精超声并置于干燥箱中干燥后披银处理测样片的介电性能。