本發明涉及陶瓷材料領域，更具體地說，涉及一種玻璃陶瓷的制備方法及利用玻璃陶瓷制備的超材料基板。
背景技術：
磷酸鹽玻璃陶瓷具有介電常數低、介質損耗小、熱膨脹系數小、耐高溫、導熱性能優良等優點，且其強度可以一直維持在700℃的高溫而不下降，是制備耐高溫基板的理想材料。超材料是指一些具有天然材料所不具備的超常物理性質的人工復合結構或復合材料。通過在材料的關鍵物理尺度上的結構有序設計，可以突破某些表觀自然規律的限制，從而獲得超出自然界固有的普通性質的超常材料功能。超材料的性質和功能主要來自于其內部的結構而非構成它們的材料，因此為設計和合成超材料，人們進行了很多研究工作。2000年，加州大學的Smith等人指出周期性排列的金屬線和開環共振器(SRR)的復合結構可以實現介電常數ε和磁導率μ同時為負的雙負材料，也稱左手材料。超材料的應用領域非常廣泛，可用于平板衛星天線。目前，主要是通過在印刷電路板(PCB)上制作微結構，但是，PCB板的使用溫度較低，不能在高溫下使用，所以采用PCB基板作為超材料基板的超材料不能在高溫下使用。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題是，針對現有采用PCB基板作為超材料基板的超材料不能在高溫下使用的缺陷，提供一種玻璃陶瓷的制備方法，采用該方法制備的玻璃陶瓷具有介電常數低、介質損耗小、熱膨脹系數小、耐高溫、導熱性能優良等優點。本發明還提供一種采用該玻璃陶瓷制備的超材料基板。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種玻璃陶瓷的制備方法，所述方法包括以下步驟：a、將P2O5、SiO2、Al2O3、CaF2、Nd2O3混合制備成玻璃熔體；b、將所述玻璃熔體澆注成型得到原始玻璃；c、將所述原始玻璃進行核化和晶化處理得到玻璃陶瓷。進一步地，基于P2O5、SiO2、Al2O3、CaF2、Nd2O3的總摩爾數，所述P2O5占40～50％、SiO2占15～25％、Al2O3占10～25％、CaF2占5～10％、Nd2O3占1％。一種超材料基板，所述超材料基板包括玻璃陶瓷以及反射層，所述反射層位于所述玻璃陶瓷的表面。進一步地，所述反射層材料為金屬。進一步地，所述金屬包括銅、銀以及鋁。進一步地，所述反射層是通過在所述玻璃陶瓷表面燒滲一層金屬漿而成。本發明一種玻璃陶瓷的制備方法，采用該方法制備的玻璃陶瓷具有介電常數低、介質損耗小、熱膨脹系數小、耐高溫、導熱性能優良等優點，并將玻璃陶瓷制備超材料基板，使得超材料基板能夠在高溫下使用。附圖說明圖1是本發明一種玻璃陶瓷制備方法的工藝流程圖。具體實施方式如圖1所示，為本發明一種玻璃陶瓷制備方法的工藝流程圖。基于P2O5、SiO2、Al2O3、CaF2、Nd2O3的總摩爾數，按照以下配方：P2O540～50％、SiO215～25％、Al2O310～25％、CaF25～10％、Nd2O31％進行混合，加入乙醇進行球磨，烘干，并放入剛玉坩堝，在高溫電爐中加熱至1400～1600℃，并保溫兩小時，使玻璃熔體澄清均化；降低爐溫至1200℃，將玻璃熔體澆注在鐵模上成型；將成型后的玻璃迅速放入馬弗爐內保溫兩小時，然后隨爐冷卻至室溫，得到透明的原始玻璃；將原始玻璃在燒結爐內進行核化和晶化處理：490℃核化1～3h，550℃晶化3h，得到透明的磷酸鹽玻璃陶瓷。所得到的磷酸鹽玻璃陶瓷具有介電常數低、介質損耗小、熱膨脹系數小、耐高溫、導熱性能優良等優點。將玻璃陶瓷制備超材料基板，使得超材料基板能夠在高溫下使用。該超材料基板包括玻璃陶瓷以及反射層，反射層位于所述玻璃陶瓷的表面，反射層材料為金屬，通常選用銅、銀或者鋁。本發明中，超材料基板是將玻璃陶瓷樣品切割成所需的尺寸后，在樣品的一個表面刷一層金屬漿，并在紅外爐中烘烤燒滲，燒滲最高溫度：550℃；燒滲后的銅漿即為超材料基板的金屬反射層，即超材料基板加工完成，該超材料基板能夠在700℃以上使用。實施例1本發明玻璃陶瓷的制備方法如下：按以下摩爾百分比稱取40％的P2O5、25SiO2、25％的Al2O3、9％的CaF2、1％的Nd2O3配料，將稱量好的配料混合并加入乙醇，使用氧化鋁球作為球磨子，在行星式球磨機中球磨4h后，再在80℃下干燥6h，將干燥后的粉料放入剛玉坩堝，并以5℃/min的速率升溫至1500℃，并保溫兩小時得到玻璃熔體，使玻璃熔體澄清均化后，降低爐溫至1200℃，將玻璃熔體澆注在鐵模上成型，將成型后的玻璃迅速放入馬弗爐內保溫兩小時，然后隨爐冷卻至室溫，得到透明的原始玻璃；將原始玻璃在燒結爐內進行核化和晶化處理：490℃核化2h，550℃晶化3h，得到透明的磷酸鹽玻璃陶瓷。將玻璃陶瓷樣品切割成所需的尺寸后，在產品的一個表面刷一層銅漿，并在紅外爐中烘烤燒滲，燒滲最高溫度：550℃；燒滲后的銅漿即為超材料基板的銅反射層，超材料天線基板加工完成。本發明采用以上方法制備的玻璃陶瓷具有介電常數低、介質損耗小、熱膨脹系數小、耐高溫、導熱性能優良等優點，并將玻璃陶瓷制備超材料基板，使得超材料基板能夠在700℃使用。實施例2本發明玻璃陶瓷的制備方法如下：按以下摩爾百分比稱取50％的P2O5、15SiO2、24％的Al2O3、10％的CaF2、1％的Nd2O3配料，將稱量好的配料混合并加入乙醇，使用氧化鋁球作為球磨子，在行星式球磨機中球磨4h后，再在80℃下干燥6h，將干燥后的粉料放入剛玉坩堝，并以5℃/min的速率升溫至1400℃，并保溫兩小時得到玻璃熔體，使玻璃熔體澄清均化后，降低爐溫至1150℃，將玻璃熔體澆注在鐵模上成型，將成型后的玻璃迅速放入馬弗爐內保溫兩小時，然后隨爐冷卻至室溫，得到透明的原始玻璃；將原始玻璃在燒結爐內進行核化和晶化處理：490℃核化2h，550℃晶化3h，得到透明的磷酸鹽玻璃陶瓷。將玻璃陶瓷樣品切割成所需的尺寸后，在產品的一個表面刷一層銅漿，并在紅外爐中烘烤燒滲，燒滲最高溫度：550℃；燒滲后的銅漿即為超材料基板的銅反射層，超材料天線基板加工完成。本發明采用以上方法制備的玻璃陶瓷具有介電常數低、介質損耗小、熱膨脹系數小、耐高溫、導熱性能優良等優點，并將玻璃陶瓷制備超材料基板，使得超材料基板能夠在700℃左右使用。實施例3本發明玻璃陶瓷的制備方法如下：按以下摩爾百分比稱取45％的P2O5、24SiO2、20％的Al2O3、10％的CaF2、1％的Nd2O3配料，將稱量好的配料混合并加入乙醇，使用氧化鋁球作為球磨子，在行星式球磨機中球磨4h后，再在80℃下干燥6h，將干燥后的粉料放入剛玉坩堝，并以5℃/min的速率升溫至1600℃，并保溫兩小時得到玻璃熔體，使玻璃熔體澄清均化后，降低爐溫至1250℃，將玻璃熔體澆注在鐵模上成型，將成型后的玻璃迅速放入馬弗爐內保溫兩小時，然后隨爐冷卻至室溫，得到透明的原始玻璃；將原始玻璃在燒結爐內進行核化和晶化處理：490℃核化2h，550℃晶化3h，得到透明的磷酸鹽玻璃陶瓷。將玻璃陶瓷樣品切割成所需的尺寸后，在產品的一個表面刷一層銅漿，并在紅外爐中烘烤燒滲，燒滲最高溫度：550℃；燒滲后的銅漿即為超材料基板的銅反射層，超材料天線基板加工完成。本發明采用以上方法制備的玻璃陶瓷具有介電常數低、介質損耗小、熱膨脹系數小、耐高溫、導熱性能優良等優點，并將玻璃陶瓷制備超材料基板，使得超材料基板能夠在800℃左右使用。上面結合附圖對本發明的實施例進行了描述，但是本發明并不局限于上述的具體實施方式，上述的具體實施方式僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領域的普通技術人員在本發明的啟示下，在不脫離本發明宗旨和權利要求所保護的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本發明的保護之內。