微米级球形TiO2的制备及其树脂基复合材料的高频介电性能

作者：禹在在; 李伶; 刘建; 汪洋; 亓鲁鸣; 宋涛^*

来源：硅酸盐学报, 2023, 51(10): 2634-2643.

DOI：10.14062/j.issn.0454-5648.20230275

• 介电性能
• 二氧化钛填料
• 复合材料
• 表面改性

5G微带天线、毫米波雷达等应用领域要求所使用的印制电路板(PCB)具有集成化、微型化的特点，这通常要求介质基板材料具有高的介电常数(Dk)，低的介电损耗(Df)以及趋近于零的介电常数温度系数(α)。将电介质陶瓷填充到有机聚合物中制备的复合基板兼具良好的加工性和优异的介电性能，是目前最有前途的解决方案。然而，陶瓷填料的物化指标、介电性能以及其与有机树脂的相容性常常是影响有机/无机复合材料综合性能的关键因素。选取具有优异介电性能的二氧化钛(TiO2:Dk约为110,Df约为0.001,α约为–700×10–6℃–1)作为研究对象，利用水热法合成了纳米级TiO2前驱体，通过特殊的球化技术制得了高球形度、高结晶度的微米级球形二氧化钛填料。对TiO2填料进行表面改性处理，极大地改善了填料与有机树脂的相容性。此外，通过掺杂Al2O3调控了TiO2填料的α，当填料中Al2O3的质量分数为20%时，所制备复合基板综合介电性能优异：在25℃，10 GHz下的Dk=10.2,Df=0.001 9,α=–405×10–6℃–1。上述研究结果表明所制备的陶瓷填料能够满足在5G高频高介电PCB板领域的实际应用。

• 单位
  济南大学; 中材高新材料股份有限公司