H3BO3或SiO2掺杂对CTLA陶瓷微波介电性能的影响

研究了H3BO3或SiO2掺杂(质量分数为0.02％～2.00％)对0.61CaTiO3-0.39LaAlO3陶瓷的烧结温度、晶体结构及微波介电性能的影响.结果表明,微量的H3BO3或SiO2掺杂可使0.61CaTiO3-0.39LaAlO3陶瓷的烧结温度从1 380℃降至1 340℃,2.00％以内的H3BO3或SiO2掺杂不会改变陶瓷的物相组成.在H3BO3掺杂质量分数为2.00％时,样品的微观形貌发生了很大的改变,烧成的陶瓷稀疏多孔,密度急剧下降.研究表明,H3BO3或SiO2掺杂对0.61CaTiO3-0.39LaAlO3陶瓷的介电常数εr及谐振频率温度系数τf没有很大的影响,但降低了陶瓷的品质因数Q.当质量分数为0.02％时,H3BO3或SiO2掺杂后的0.61CaTiO3-0.39LaAlO3陶瓷的微波介电性能最佳:H3 BO3掺杂的陶瓷样品的εr=41.65,品质因数与频率之积Q×f=48 565 GHz,τf≈-1μ℃-1;SiO2掺杂的陶瓷样品的εr=41.48,Q×f=39 491 GHz,τf≈-1μ℃-1.     

(Zn,Mg)TiO_3微波介质陶瓷性能的改善

采用固相反应法制备了(Zn,Mg)TiO3(ZMT)微波介质陶瓷,研究分别添加CaTiO3和BaLiBSi对ZMT陶瓷介电性能的影响。结果表明:CaTiO3和BaLiBSi均能调节ZMT陶瓷的温度系数τε值;BaLiBSi能有效降低ZMT陶瓷的烧结温度,抑制Zn2TiO4相的产生,提高所制陶瓷的微波介电性能。当添加质量分数10%的CaTiO3时,950℃烧结的(Zn1.06Mg0.12)TiO3陶瓷的τε值接近零:–6×10–6/℃。加入质量分数1.2%的BaLiBSi时,900℃烧结的(Zn1.13Mg0.048)Ti1.29O3陶瓷具有最佳的微波介电性能:εr≈24.8,Q.f=10 898 GHz,τε=17×10–6/℃。     

0.7CaTiO_3-0.3(La_xNd_(1–x))AlO_3微波介质陶瓷的研究

利用传统固相反应法制备了具有不同LaAlO3含量的0.7CaTiO3-0.3(LaxNd1–x)AlO3(以下简称CTLNA)系微波介质陶瓷,研究了所制CTLNA陶瓷的微观结构和微波介电性能。结果表明,用x=0.5的La3+取代Nd3+能有效促进样品晶粒的均匀分布,降低样品的气孔率。少量添加SrTiO3能进一步增加样品的致密度,提高CTLNA系微波陶瓷的介电性能。经原料组分及工艺优化,制备的0.7(Sr0.01Ca0.99)TiO3-0.3(La0.5Nd0.5)AlO3样品密度高、晶相均匀,其微波介电性能如下:εr=45.87,Q.f=41 612 GHz(4 GHz),τf=10×10–6/℃。     

0.95MgTiO_3-0.05CaTiO_3微波介质陶瓷的低温烧结

研究了BaCu(B2O5)(BCB)和ZnO复合掺杂对0.95MgTiO3-0.05CaTiO3(95MCT)微波介质陶瓷烧结性能和介电性能的影响,并采用XRD和SEM观察其晶相结构及微观形貌。结果表明:复合掺杂BCB和ZnO能使95MCT陶瓷的烧结温度由1400℃降低至1050℃,可实现与Cu共烧,且ZnO掺杂能有效抑制MgTi2O5第二相的形成。复合掺杂质量分数为3.00%BCB和1.00%ZnO的95MCT陶瓷在1050℃烧结3h,获得较好的介电性能:εr=20.5,Q·f=21133GHz,τf=–10.1×10–6/℃(7GHz)。     

ZrO_2掺杂BaO-La_2O_3-TiO_2陶瓷预烧温度研究

采用固相反应法,在不同温度(1100~1250℃)下预烧后烧结制备了Ba4La9.33(Ti0.95Zr0.05)18O54微波介质陶瓷,研究了预烧温度对其相组成、显微结构以及微波介电性能的影响。结果表明:不同预烧温度下制备的陶瓷样品主晶相均为类钨青铜结构的BaLa2Ti4O12晶相。1200℃预烧制备的陶瓷样品晶粒为典型的柱状晶,分布均匀,且晶粒尺寸最大。1200℃预烧后,于1400℃烧结制备的陶瓷样品具有最佳的微波介电性能:εr=86.83,Q·f=5875GHz(4.482GHz),τf=81.99×10–6/℃。     

Bi_2O_3掺杂对BLTN微波介质陶瓷性能影响研究

主要采用固相反应法,将原料粉体经过混料、球磨、预烧、成型和烧结后制备Ba_3La_2Ti_2Nb_2O_(15)(BLTN)微波介质陶瓷。研究了不同量的Bi_2O_3掺杂对BLTN微波介质陶瓷烧结行为、显微结构和介电性能的影响。结果表明:Bi_2O_3的添加不仅能有效降低BLTN陶瓷的烧结温度,而且显著提高了其相对介电常数(ε_r)和品质因数。当Bi_2O_3添加量为0.2%(质量分数)时,陶瓷的烧结温度由1440℃降低到1360℃,并呈现较好的微波介电性能:ε_r=55,Q·f=13 500 GHz(4.71 GHz),τ_f=–2.35×10~(-6)℃~(-1)。     

碱金属氧化物添加剂对(Mg_(1–x)Ca_x)TiO_3陶瓷微波性能的影响

采用固相反应法制备了(Mg1–xCax)TiO3微波介质陶瓷。探讨了复合添加Na2O和K2O对(Mg1–xCax)TiO3陶瓷烧结性能和介电性能的影响。结果表明:复合添加碱金属氧化物,陶瓷的主晶相为MgTiO3和CaTiO3,同时,可以抑制中间相MgTi2O5的产生,有效降低陶瓷的烧结温度至1280℃。当Na2O和K2O添加总量为质量分数1.2%,且Na2O/K2O质量比为2∶1时,所制陶瓷介电性能最佳:εr=19.71,Q.f=3.59×104GHz(7.58 GHz),τf=–1.40×10–6/℃。     

CTLA陶瓷微波介电性能及烧结特性研究

采用固相反应法制备了0.65CaTiO3-0.35LaAlO3(CTLA)陶瓷,研究了CTLA陶瓷的物相组成、烧结特性及微波介电特性。结果表明,CTLA陶瓷只含有Ca0.65La0.35Al0.35Ti0.65O3主晶相,不存在第二相。烧结温度在1 380～1 450℃间,陶瓷的微波介电性能最佳,介电常数εr=44.5,频率温度系数τf≈0,品质因数与频率之积Q×f≈43 948GHz。当w(Nb2O5)=10%时能使陶瓷致密化烧结温度降到1 300℃,但微波性能变差,εr=38.3,τf=-2.8×10-6/℃,Q×f=13 260GHz。     

Li_2ZnTi_3O_8微波介质陶瓷烧结工艺的研究

采用传统固相反应法制得Li2ZnTi3O8微波介质陶瓷,研究了主要烧结工艺参数对所制陶瓷的物相组成、显微组织及微波介电性能的影响。结果表明:经900℃预烧并在1 075℃保温4 h所得陶瓷试样只含有单一的Li2ZnTi3O8相;另外,其显微组织均匀,气孔等缺陷较少,相对密度达到98.5%,且具有良好的介电性能:εr=26.6,Q·f=75 563 GHz,τf=–12.4×10–6/℃。     

Li_2Zn_2Mo_3O_(12)微波介质陶瓷的烧结工艺研究

采用传统固相反应法制备了Li_2Zn_2Mo_3O_(12)微波介质陶瓷,利用XRD、SEM和矢量网络分析仪,系统研究了主要烧结工艺参数对该材料物相组成、显微组织和微波介电性能的影响。结果表明:经540℃预烧后在630℃保温2 h烧结的陶瓷形成了单一的Li_2Zn_2Mo_3O_(12)相,显微组织较均匀,相对密度达到95.6%,具有良好的综合介电性能:ε_r=10.6,Q·f=57 893 GHz,τf=–66×10~(–6)/℃。     

H_3BO_3掺杂Li_2ZnTi_3O_8陶瓷的微波介电性能

采用传统的固相烧结工艺制备了H3BO3掺杂的Li2ZnTi3O8陶瓷。研究了H3BO3掺杂量对所制Li2ZnTi3O8陶瓷的烧结特性、相成分、微观结构以及微波介电性能的影响。结果表明:H3BO3对于所制陶瓷相成分没有影响,仅为单一的Li2ZnTi3O8相;H3BO3能够将Li2ZnTi3O8陶瓷的烧结温度降低200℃左右,同时没有显著损害该陶瓷的微波介电性能;当H3BO3掺杂量为质量分数2.0%时,950℃烧结的Li2ZnTi3O8陶瓷微波具有良好的介电性能:εr=25.99,Q.f=54 926GHz,τf=-12.17×10–6/℃。     

CaTiO3-（La,Nd）AlO3微波介质陶瓷的研究与应用

为了降低材料成本,研究了(1–x)CaTiO3–x(La1–yNdy)AlO3微波介质陶瓷的性能与组成之间的关系。采用固相法制备粉料,在1 400℃下烧结,用XRD和SEM分析陶瓷的晶相组成和显微结构,采用闭腔法测量其微波介电性能。研究结果表明该陶瓷形成单一晶相固溶体,当x=0.35,y=0.286时,εr=43,Q.f=30 000 GHz,τf=5×10–6/℃。用该陶瓷制作了基站用环形介质谐振器,其性能如下:f0=2.122 0 GHz,Q=12 436,fs/f0=1.220,与仿真结果非常吻合。     

Co_2O_3掺杂对0.965MgTiO_3-0.035SrTiO_3微波介质陶瓷性能的影响

采用传统电子陶瓷制备方法研究了Co2O3(1.5%～5.0%,质量分数)掺杂的0.965MgTiO3-0.035SrTiO3(MST0.035)微波介质陶瓷,分析了Co2O3含量对MST0.035陶瓷的烧结性能、晶相结构、显微形貌以及微波介电性能的影响。结果表明:Co2O3的掺杂促进了MST0.035陶瓷的烧结。随着Co2O3掺杂量的增加,陶瓷介电常数略有下降,谐振频率温度系数以及品质因数增加,同时中间相MgTi2O5逐渐减少直至完全消失。当Co2O3掺杂量为质量分数3.0%时,MST0.035陶瓷的烧结温度由1 380℃降低到1 290℃,其烧结所得的样品具有优良的微波介电性能:谐振频率温度系数τf=–2.53×10–6/℃,高的品质因数Q·f=19 006 GHz和介电常数εr=20.5。     

PbO-B2O3-CuV2O6掺杂对(Pb,Ca,La)(Fe,Nb)O3陶瓷微波介电性能的影响

研究了PbO3-CuV2O6(PBC)玻璃对(Pb,Ca,La)(Fe,Nb)O3(PCLFN)陶瓷微波介电性能的影响.当纯PCLFN陶瓷在1150℃烧结,介电常数εr=103,品质因数与频率之积Qf=5640 GHz,频率温度系数τf=7.1×10-6/℃.PBC玻璃添加剂能降低PCLFN陶瓷的烧结温度到1 050℃左右,同时能保持良好的介电性能.随着PBC玻璃添加量的质量分数从1.0%增加2.0%,陶瓷的Qf值减小.掺杂ω(PBC)=1%玻璃、在1 050℃烧结的陶瓷样品,能获得良好的微波介电性能为Qf=5 392 GHz,τf=8.18×10-6/℃,εr=101.     

ZrO2掺杂对Ba(Zn1/3Ta2/3)O3陶瓷介电性能的影响

采用固相反应烧结法制备了ZrO2掺杂的Ba(Zn1/3Ta2/3)O3微波介质陶瓷,研究了陶瓷的烧结特性和介电性能。结果表明,ZrO2掺杂能有效降低Ba(Zn1/3Ta2/3)O3陶瓷的烧结温度,改善陶瓷的微波介电性能。当x(ZrO2)=4%时,Ba(Zn1/3Ta2/3)O3陶瓷致密化烧结温度由纯相时的1 600℃降至1 300℃,同时陶瓷材料的微波介电性能达到最佳值,即介电常数εr=34.79,品质因数与频率的乘积Q×f=148 000(8GHz),谐振频率温度系数τf=0.3×10-6/℃。     

Ca-B-Si掺杂对Ba(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3陶瓷介电性能的影响

采用传统电子陶瓷工艺合成了Ca-B-Si(CBS)玻璃掺杂的Ba(Mgl/3Nb2/3)O3微波介质陶瓷,研究了CBS掺杂量对陶瓷微波介电性能的影响。结果表明:CBS掺杂可促进陶瓷烧结并提高B位1:2有序度,进而降低微波介质损耗。当w(CBS)=3%时,陶瓷烧结温度由纯相时的1 500℃以上降至1 250℃,表观密度提高到6.32 g/cm3以上,陶瓷的微波介电性能达到最佳值:εr=26,Q.f=67 800 GHz(8 GHz),τf=25×10–6/℃。该陶瓷有望成为用于高频段微波器件的材料。     

BaO-Y_2O_3-5TiO_2系微波介质陶瓷预烧温度研究

采用传统电子陶瓷工艺制备了BaO-Y2O3-5TiO2系微波介质陶瓷。研究了预烧温度对其烧结性能、相组成、显微结构和微波介电性能的影响。结果表明:合适的预烧温度能优化陶瓷的烧结性能,提高其致密性和介电性能。以不同预烧温度制备的BaO-Y2O3-5TiO2系微波介质陶瓷,其主晶相都是烧绿石结构的Y2Ti2O7。最佳预烧温度为1100℃,在烧结温度为1240℃时,εr为54,tanδ为9×10–4,Q值为3450(4.27GHz)。     

制备工艺对0.7CaTiO3-0.3NdAlO3材料的影响

用固相反应和熔盐法制备工艺合成了0.7CaTiO3-0.3NdAlO3(CTNA)粉体,研究了制备工艺对CT-NA陶瓷的合成过程和微波介电性能的影响。结果表明,相比于固相反应的长时间合成,熔盐法中,混合粉料在1 200℃2、h下即可合成CTNA单相,样品在1 375℃下可烧结致密,获得的样品具有与固相反应相当的微波介电性能,即介电常数rε=43;品质因数与频率的乘积Q×f=35 736 GHz;频率温度系数τf=1.32×10-6/℃。     

0.92MgAl_2O_4-0.08(Ca_(0.8)Sr_(0.2))TiO_3介质陶瓷微波烧结的研究

采用微波烧结法和常规烧结法制备0.92MgAl2O4-0.08(Ca0.8Sr0.2)TiO3微波介质陶瓷,研究了两种烧结方式对陶瓷烧结性能、微观结构、相组成和介电性能的影响。结果表明:与传统烧结方式相比,微波烧结0.92Mg Al2O4-0.08(Ca0.8Sr0.2)TiO3陶瓷缩短了烧结周期,其物相组成无变化,微波烧结后的样品致密度高,晶粒细小,分布均匀,介电性能更加优异。在1 440℃下采用微波烧结20 min制备的0.92MgAl2O4-0.08(Ca0.8Sr0.2)TiO3陶瓷获得最佳的介电性能,εr=11.20,Q×f=56 217 GHz,τf=–3.4×10–6/℃。     

钛酸钙对BZN-CaTiO3系统介电性能的影响

研究了利用电子陶瓷工艺制得的主晶相为Ba(Zn1/3Nb2/3)O3(BZN)和CaTiO3的新型陶瓷,BZN具有立方钙钛矿结构。通过烧结温度的改变得到不同介电性能的陶瓷材料,发现CaTiO3的添加量对系统介电性能有显著影响。在1 395℃烧结的BZN-CaTiO3陶瓷,当CaTiO3的添加量为60%(质量分数)时介电性能最佳,其εr为99.97,tgδ为0.54×10-4,αC为–13.05×10-6℃–1(25~85℃,1MHz下测量)。