微波和真空烧结制备La2O3掺杂Al2O3透明陶瓷

通过共沉淀法制备La2O3掺杂Al_2O_3纳米粉,粉体经压制后分别采用微波和真空烧结制备Al_2O_3透明陶瓷。结果表明:Al_2O_3粉末颗粒大小均匀,近似球形,为40~60nm;两种烧结方式制备的试样XRD图中均为α-Al_2O_3,未检测到其它相。La2O3掺杂量为1%时,随烧结温度升高,两种烧结方法得到的Al_2O_3陶瓷的相对密度和抗弯强度均呈上升趋势,且微波烧结陶瓷的相对密度和抗弯强度明显高于真空烧结。1500℃烧结时,随La2O3掺杂量的增加,Al_2O_3陶瓷的相对密度均先增大后减小,当La2O3掺杂量为1%时,Al_2O_3陶瓷的相对密度和抗弯强度均最大。微波烧结陶瓷的透光率明显高于真空烧结,且其断口晶粒比真空烧结明显细少。     

Mg4Nb2O9/CaTiO3复合陶瓷的微波介电性能

采用传统固相法制备Mg4Nb2O9/CaTiO3复合陶瓷,研究Li2CO3-V2O5(LV)共掺杂对其烧结特性、微观结构和微波介电性能的影响.实验结果表明:一定量的LV掺杂能够使Mg4Nb2O9/CaTiO3复合陶瓷的烧结温度降至1200℃;XRD和EDX综合分析表明,样品由(Mg4-xCax)Nb2O9/(Ca1-x...     

x%V2O5+1.5%Li2CO3共掺杂Mg4Nb2O9陶瓷低温烧结及其微波介电性能

采用机械合金法制备了Mg4Nb2O9微波介质陶瓷,研究了添加V2O5和Li2CO3对其烧结性能、显微结构及微波介电性能的影响。结果表明:添加V2O5和Li2CO3可有效降低Mg4Nb2O9陶瓷烧结温度(940℃),获得亚微米级(0.86μm)微波介质陶瓷。1.50%V2O5和1.50%Li2CO3(质量分数)共掺杂Mg4Nb2O9陶瓷于940℃烧结获得良好微波介电性能:介电常数为12.7,品质因数为45028GHz,谐振频率温度系数为-7.65×10-5℃-1,有望成为新一代低温烧结基板材料。     

反应烧结制备Li2Zn2Mo3O12微波介质陶瓷及其微波介电性能研究

采用反应烧结法制备了具有超低烧结温度的Li₂Zn₂Mo₃O₁₂微波介质陶瓷,研究了烧结温度对Li₂Zn₂Mo₃O₁₂陶瓷的烧结特性、物相组成、微观结构以及微波介电性能的影响。XRD表明：在550～650℃范围内,温度对陶瓷的物相组成影响不大;随着烧结温度的升高,Li₂Zn₂Mo₃O₁₂陶瓷的体积密度、相对密度、介电常数(ε_r)和品质因数(Q×f)均呈先增大后减小的趋势,谐振频率温度系数(τ_f)在-(70～90)×10^-6/℃波动。在625℃烧结2 h获得最大体积密度和相对密度：4.25 g/cm³和96.4%,以及优异的微波介电性能ε_r=10.9,Q×f=69 459 GHz,τ_f=-84×10<...     

MnO2对Ba(Mg1/3Nb2/3)O3微观结构和微波介电性能的影响

研究了MnO2助烧剂对Ba(Mg1/3Nb2/3)O3陶瓷的微观结构和微波介电性能.MnO2可以有效地使Ba(Mg1/3Nb2/3)O3陶瓷的致密化温度由1550℃降低到1400℃左右.随MnO2掺量的增加,Ba(Mg1/3Nb2/3)O3陶瓷的12超晶格衍射峰的强度减弱,但是没有第二相出现.1400℃烧结4h陶瓷的晶粒尺寸在1.5μm左右.MnO2的掺入改善了Ba(Mg1/3Nb2/3)O3陶瓷的微波介电性能,MnO2掺量为1%mol的Ba(Mg1/3Nb2/3)O3陶瓷具有最好的微波介电性能εr≈31.5,Qf=68000,τf=3.11×10-5/℃,这可归功于陶瓷具有相当高的相对密度.     

Fe2O3掺杂MgTiO3-CaTiO3微波陶瓷的介电性能研究

采用固相法制备0.93MgTiO3-0.07CaTiO3-xFe_2O_3(摩尔分数x=0.01~0.025)微波介质陶瓷材料,研究添加Fe_2O_3后,体系的晶体结构、显微结构和微波介电性能之间的变化规律。利用XRD、SEM、网络分析仪对样品的相组成、微观结构、介电性能进行测试分析。研究表明:该复合陶瓷样品的致密度、介电常数和Q·f值随Fe_2O_3含量的增加先增大后减小。当x(Fe_2O_3)为0.015,在1290℃烧结4h时,获得最优的介电性能:εr=21.32,Q·f=37448GHz,τf=0.577×10-6/℃。     

B2O3对BaO-Sm2O3-TiO2微波介质陶瓷性能的影响

为了满足微波器件小型化的需要,开发高介电常数的低温烧结微波介质材料成为一种趋势.采用复合掺杂低熔点氧化物来降低BaO-Sm2O3-TiO2系(BST)微波介质陶瓷的烧结温度,通过X射线衍射和扫描电子显微镜分析其物相组成和显微结构,用阻抗分析仪测量了陶瓷材料的介电性能.结果表明:在Ba4(Sm1-0.15Bi0.15)28/3Ti18O54的基质陶瓷材料中,复合掺杂3%的ZnO和2%的B2O3时,其烧结温度为1060℃,得到的BST微波介质陶瓷的介电性能为:εr≈64,tanδ≈1.2×10-3,τf=-8.3×10-5/℃.     

Al2O3掺杂对Ba4Sm9.33Ti18O54陶瓷显微结构和介电性能的影响

采用固相反应法制备了Ba4Sm9.33Ti18O54(简称BST)xwt%Al2O3(x=0~1.5)微波介质陶瓷.研究了掺杂Al2O3对BST陶瓷的显微结构和介电性能的影响.扫描电镜和能谱分析结果显示:未掺杂的BST陶瓷中有少量Sm2Ti2O7相,随着增加Al2O3掺入量,Sm2Ti2O7相消失,BST陶瓷中先后产生了BaTi4O9(x≥0.6)和BaAl2Ti5O14(x≥1.0)两种新相.介电性能测试结果表明Sm2Ti2O7相的消失以及少量BaTi4O9相的形成,能显著提高BST陶瓷的Qf值,但会降低陶瓷的介电常数.当Al2O3的掺入量从0.6wt%增加到1.0wt%时,BaTi4O9相的量逐渐增加,引起BST陶瓷的Qf值略微下降.BaAl2Ti5O14相的产生会同时降低BST陶瓷的介电常数和Qf值.掺入0.6wt%Al2O3的BST陶瓷在1340℃烧结3 h后具有最佳的介电性能:εr=74.7,Qf=10980 GHz,τf=–11.8×10-6/℃.     

Li1.0Nb0.6Ti0.5O3陶瓷的低温烧结其微波介电性能

研究了以Li1．0Nb0．6Ti0．5O3(LNT)陶瓷为基体, B2O3-ZnO-La2O3(BZL)玻璃为烧结助剂的复合材料的低温烧结行为及微波介电特性．研究表明,BZL玻璃能有效降低LNT陶瓷的烧结温度,掺入10wt％BZL玻璃的复合材料能够在900℃烧结致密．XRD与SEM分析结果表明,添加BZL玻璃的样品烧结后含有LNT和LaNbTiO6两种晶相,其中LaNbTiO6相是LNT与BZL玻璃在烧结过程中发生化学反应的产物．在LNT陶瓷中添加BZL玻璃使材料的介电常数和品质因数下降,但有助于减小体系的谐振频率温度系数．掺入10wt％BZL玻璃的复合材料在900℃烧结2h后获得了比较满意的微波介电特性:介电常数k≈58,品质因数Q×f≈4800GHz,谐振频率温度系数τf≈11×10-6／℃．     

常压烧结制备亚微米晶Al2O3陶瓷及其力学性能研究

以高纯α-Al2O3粉体为原料,MgO-Y2O3为烧结助剂,采用常压烧结法制备亚微米晶Al2O3陶瓷。研究了烧结温度、烧结助剂对Al2O3陶瓷的致密化过程、显微结构及力学性能的影响。结果表明:添加一定量的复合助剂MgO-Y2O3可起到促进Al2O3陶瓷致密化,细化显微结构,并改善其力学性能的作用。经1450℃常压烧结1h可获得相对密度达99.6%、平均晶粒尺寸约0.71μm的亚微米晶Al2O3陶瓷,其维氏硬度和断裂韧性分别为18.5GPa和4.6 MPa·m1/2。     

掺ZBS玻璃低温烧结ZnNb2O6微波介质陶瓷的研究

研究了ZnO-B2 O3-SiO2(ZBS)玻璃料对ZnNb2O6微波介质陶瓷烧结特性和介电性能的影响.结果表明,ZBS玻璃料形成的液相加速了颗粒间的传质,促进了烧结,能使ZnNb2O6陶瓷的烧结温度有效地降低至950℃.随着ZBS含量的增加,样品中出现了第二相,且气孔被包裹在晶粒内部难以逃脱出来,导致样品的缺陷和损耗增加,从而降低介电性能.掺杂1%ZBS的ZnNb2O6陶瓷在950℃保温4h,能获得优异的综合介电性能:ε=23.56、Q·f=18482GHz、τf=-28.8×10￣6/℃.     

V_2O_5与Al_2O_3复合改性CaSiO_3陶瓷的烧结性能与微波介电性能

为降低CaSiO3陶瓷的烧结温度,通过在CaSiO3粉体中添加1wt%的Al2O3以及不同量的V2O5,探讨了V2O5添加量对CaSiO3陶瓷烧结性能、微观结构及微波介电性能的影响规律。结果表明:适量地添加V2O5除了能将V2O5-Al2O3/CaSiO3陶瓷的烧结温度从1 250℃降低至1 000℃外,还能抑制CaSiO3陶瓷晶粒异常长大并细化陶瓷晶粒。在烧结过程中,V2O5将熔化并以液相润湿作用促进CaSiO3陶瓷的致密化进程;同时,部分V2O5还会挥发,未挥发完全的V2O5将与基体材料反应生成第二相,第二相的出现将大幅降低陶瓷的品质因数。综合考虑陶瓷的烧结性能与微波介电性能,当V2O5添加量为6wt%时,V2O5-Al2O3/CaSiO3陶瓷在1 075℃下烧结2h后具有良好的综合性能,其介电常数为7.38,品质因数为21 218GHz。     

掺杂Co_2O_3对ZnTiO_3陶瓷介电性能的影响

研究了掺杂Co2O3对ZnTiO3陶瓷的微观结构与介电性能的影响。结果表明,掺杂的Co2O3在高温下分解生成Co2+进入ZnTiO3晶格形成(CoxZn1-x)TiO3固溶体,有效阻止了其分解为立方尖晶石相和金红石相。当Co2O3掺杂量为x=0.1,烧结温度1050℃时,陶瓷具有优良的微波介电性能和体积密度:ε=29.8,Q=4660(f=10GHz),τf=-60×10-6/℃,ρ=5.11g/mm3,并形成稳定、完全致密化的介电陶瓷组织结构。     

微波烧结Al2O3/SiC纳米复合陶瓷的研究

以分析纯Al(NO3)3.9H2O·NH3.H2O和50 nm的SiC粉体为原料,采用溶胶-凝胶法制备干凝胶,经热处理合成Al2O3/SiC纳米复合粉体。利用微波烧结制备Al2O3/SiC纳米复合陶瓷,并与常规烧结比较,分析了两种烧结方法对制备试样的力学性能影响。结果表明,与常规烧结相比,微波烧结可以提高Al2O3/SiC纳米复合陶瓷的强度和韧性,改善材料的显微结构,促进致密化和晶粒生长。     

Sintering Behavior and Microwave Dielectric Properties of MgTiO3 Ceramics Doped with B2O3 by Sol-Gel Method

The B2O3-doped MgTiO3 powders and ceramics have been prepared by sol-gel method using Mg(NO3)2·6H2O, Ti(C4H9O)4 and H3BO3 as the starting materials. The sintering behavior and microwave dielectric properties of ceramics prepared from powders with different particle sizes were investigated. The gels were calcined at 650, 700, 750, 800, 850 and 900 C and the derived particle sizes of powders were 20-30 nm, 30-40 nm, 40-60 nm, 60-90 nm, 90-120 nm and 120-150 nm, respectively. The nanoparticles with the size of 30-60 nm benefited the sintering process with high surface energy whereas nanoparticles with the size of 20-30 nm damaged the microwave dielectric properties due to the pores in the ceramics. The addition of B2O3 used as a liquid sintering aid reduced the sintering temperature of MgTiO3 ceramic, which was supposed to enter the MgTiO3 lattice and resulted in the formation of (MgTi)2(BO3)O phase. The B2O3-doped MgTiO3 ceramic sintered at 1100 C and prepared from the nanoparticles of 40-60 nm had compact structure and exhibited good microwave dielectric properties: εr=17.63, Q × f=33,768 GHz and τ f= 48×10 6 C 1.     

BaO-Ln2O3-TiO2系微波介质陶瓷的研究进展

概述了BaO-Ln2O3-TiO2系微波介质陶瓷的粉末制备、材料烧结、体系改性等工艺的研究进展,简单回顾了确定Ba6-3xLn8 2xTi18O54固溶体的化学式和类钨青铜结构的研究进程,小结了传统电介质物理在BaO-Ln2O3-TiO2改性中的应用,并对今后的研究方向进行了展望.     

Ca0.3(Li1/2Sm1/2)0.7TiO3微波介质陶瓷的低温烧结研究

采用传统陶瓷制备工艺, 制备了掺杂Na₂O-CaO-B₂O₃(NCB)氧化物的Ca_0.3(Li_1/2Sm_1/2)_0.7TiO₃(CLST)陶瓷, 研究了NCB掺杂量与晶相组成、显微结构、烧结性能及微波介电性能的关系. 研究结果表明: 复合氧化物NCB掺杂量在1wt%～15wt%范围内没有杂相生成, 晶相仍呈斜方钙钛矿结构. 随着NCB添加量的增加, 陶瓷致密化温度和饱和体积密度降低, 介电常数ε_r、无载品质因数与谐振频率乘积Qf值也呈下降趋势, 频率温度系数τ_f向正方向增大. NCB氧化物掺杂能有效地将CLST陶瓷的烧结温度由1300℃降低至900℃. 添加12.5wt% NCB的CLST陶瓷在低温900℃烧结5h仍具有良好的微波介电性能: ε_r=73.7, Qf=1583GHz, τ_f=140.1×10-6/℃, 满足高介多层微波器件的设计要求.     

SnO2掺杂对BMN陶瓷结构及介电性能的影响

采用固相烧结法制备Ba(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3+x(x=0~8)%SnO_2(BMSN,x为质量分数)微波介质陶瓷,并研究SnO_2掺杂对Ba(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3(BMN)微波介质陶瓷结构及介电性能的影响。XRD分析表明,陶瓷体系中存在两种相,主晶相Ba(Mg_(1/3)-Nb_(2/3))O_3和附加相Ba_5Nb_4O_(15)。随着x的增大,BMSN陶瓷体系的相结构逐渐由钙钛矿六方结构转变为立方结构,同时有序相逐渐由1∶2有序结构转变为1∶1有序结构。研究表明:添加适量的SnO_2可以促进液相烧结,当SnO_2掺杂质量分数为6%时,BMN陶瓷致密化烧结温度由纯相时的1 550℃以上降低至1 200℃,表观密度ρ=6.39g/cm3,相对理论密度为99.1%,此时BMSN陶瓷体系拥有优良的微波介电性能——高相对介电常数(ε_r=33.6),接近于零的谐振频率温度系数(τ_f=0.15×10~(-6)℃~(-1)),高品质因数与谐振频率的乘积(Q·f=112 300GHz(8GHz))。