(Mg1-xCox)TiO3基微波陶瓷介电性能研究

以MgO,Co2O3和TiO2为原料,用固相反应法制备了(Mg1-xCox)TiO3(MCT)系陶瓷.研究了CoTiO3含量对其微观结构和微波介电性能的影响.结果表明:添加适量的CoTiO3,可以适当降低烧结温度,调整烧结温度范围.当掺入量为10 mol%,烧结温度为1350 ℃时,MCT陶瓷具有优良微波介电性能:εr=18.99;Q×f=154000 GHz,τf=-45 ppm/℃.     

Li2Zn3(1-x)Ca3xTi4O12微波陶瓷介电性能研究

本文以Li2CO3,ZnO,CaCO3,TiO2为原料,采用固相反应法制备了Li2Zn3(1-x)Ca3xTi4O12(x=0,0.05,0.1,0.15)陶瓷,并研究了CaTiO3固溶量对其显微结构和微波介电性能的影响.结果表明:Li2Zn3Ti4O12晶相中固溶CaTiO3相,晶胞参数会增大;少量CaTiO3相固溶于Li2Zn3Ti4O12陶瓷后,提高了Li2Zn3Ti4012陶瓷的烧结温度及其介电常数,但降低了其品质因素,可增大其温频系数.在1100℃/2 h烧结条件下,Li2Zn2.7Ca0.3Ti4O12陶瓷微波介电性能达到:εr=24,Q×f=50000 GHz,Tf=-25×10-6/℃.     

BaCu(B_2O_5)助烧对0.95MgTiO_3-0.05CaTiO_3微波介质陶瓷性能的影响

研究了BaCu(B2O5)的掺入对0.95MgTiO3-0.05CaTiO3微波介质陶瓷介电性能的影响。用XRD和SEM分析其相组成及微观形貌。结果表明:BaCu(B2O5)的加入能够使0.95MgTiO3-0.05CaTiO3陶瓷的烧结温度降至1100℃并有效抑制第二相MgTi2O5的形成。在1100℃烧结3h,加入3wt%BaCu(B2O5)的0.95MgTiO3-0.05CaTiO3陶瓷获得了较好的介电性能:εr=22.9,Q×f=25,000GHz(7GHz),τf=-3.3ppm/℃(7GHz)。     

B2O3掺杂对α-CaSiO3/Al2O3陶瓷低温烧结及微波介电性能的影响

通过传统固相法制备了α-CaSiO3/Al2O3-B2O3微波介质陶瓷,研究了不同B2 O3添加量对α-CaSiO3/Al2O3陶瓷烧结特性、相组成及微波介电性能的影响,通过XRD、SEM和网络分析仪对其相结构、微观形貌和微波介电性能进行了表征.结果表明:B2 O3的添加使陶瓷的烧结温度从1375℃降低到了1100℃,并使主晶相由α-CaSiO3相变为β-CaSiO3相;当B2 O3的添加量为3wt%时,在1100℃烧结2 h可获得最佳微波介电性能:εr=6.21,Q×f=30471 GHz,τf=-34.58 ppm/℃.     

前驱体合成法制备O.34CaTiO3-O.66Ca(Mg1/3Nb2/3)O3微波介质陶瓷

用前驱体合成法制备了0.34CaTiO3-0.66Ca(Mg1/3Nb2/3)O3复合钙钛矿型微波介质陶瓷,并研究了烧结温度、烧结时间对材料介电性能的影响.结果表明:CMNT陶瓷在1300℃下保温5h的条件下烧成时,获得较好的微波介电性能,微波介电性能:εr为59.5,Q·f值为29,700GHz(6.7GHz下).     

0.7CaTiO3-0.3Sm1-xAlO3陶瓷微波介电性能研究

采用固相反应法制备了0.7CaTiO3-0.3Sm1-xAlO3(CTSA,0≤x≤0.1)微波介质陶瓷,研究了Sm缺位对CTSA陶瓷的晶体结构、微观形貌以及微波介电性能的影响。结果表明,制备的CTSA陶瓷均为正交钙钛矿结构。少量的Sm缺位能够降低CTSA陶瓷的烧结温度,晶粒尺寸增加,同时气孔率增大,陶瓷的Q×f值也有显著提升。当x=0.025、烧结温度为1450℃时,CTSA陶瓷具有最佳微波介电性能:εr=45.2,Q×f=47280GHz和τf=+4.8 ppm/℃。     

CeO2/Ca0.7Bi0.15Na0.15TiO3复合陶瓷微波介电性研究

通过传统固相烧结法制备了(1-x)(Ca0.7Bi0.15Na0.15TiO3)-xCeO2(x=0.6、0.7、0.8、0.9)陶瓷,并对其晶体结构、表面形貌、元素化合价及微波介电性能进行了系统研究.结果 表明:所有组分陶瓷均含有与CaTiO3和CeO2结构相似的两相.在x=0.4中Ce存在两种价态Ce3+和Ce4.两相的存在导致了介电常数和谐振频率温度系数呈现线性变化,品质因数则表现为非线性变化.当x=0.9时,Ca0.7Bi0.5Na0.15TiO3-CeO2复合陶瓷微波介电性能较优,其εr=35.1,Q×f=10889.2 GHz和τf=27 ppm/℃.     

B2O3-CuO掺杂CSLST微波介质陶瓷介电性能研究

选用B2O3-CuO(BC)低熔点复合氧化物作为烧结助剂,采用固相法制备(Ca0.9375Sr0.0625)0.25(Li0.5Sm0.5)0.75TiO3(CSLST)陶瓷,研究了不同含量的BC对CSLST陶瓷的晶相组成、烧结性能及微波介电性能的影响.研究结果表明:随BC添加量的增多,CSLST陶瓷的烧结温度降低,陶瓷的微波介电常数εr和谐振频率温度系数(Τ)f下降,品质因素Qf明显降低.当BC添加量为5wt％时,在1000℃保温5h可烧结,此时陶瓷具有较佳的微波介电性能:εr=80.4,Q×f=1380 GHz,(Τ)f=- 32.89×10-6/℃.     

CaTiO3添加剂对氧化铝陶瓷烧结、显微结构及微波介电性能的影响

CaTiO3添加剂通过湿法球磨与Al2O3粉料混合,并通过无压烧结制备了氧化铝陶瓷,研究了CaTiO3添加剂对氧化铝陶瓷烧结性能、相组成、显微结构和微波介电性能的影响.CaTiO3可以使Al2O3的烧结温度降低至1450℃,但在该温度下烧结的样品由于CaTiO3的加入会产生CaAl12O19第二相.样品中存在大、小两种晶粒,根据EDS能谱分析,大晶粒主要是CaAl12O19,而小晶粒为Al2O3和CaAl12O19的混合相.添加CaTiO3有利于Al2O3陶瓷介电常数的提高,1450℃下掺杂2.5wt％ CaTiO3的氧化铝陶瓷具有较好的烧结性能和微波介电性能,相对密度可达到97.74％,εr～10.86,Q×f～ 8061 GHz.     

ZnO-B2O3-SiO2玻璃对Ca[(Li1/3Nb2/3)0.95Zr0.15]O3+δ陶瓷微波介电性能的影响

研究了ZnO-B2O3-SiO2(ZBS)玻璃对陶瓷的烧结性能及微波介电特性的影响.研究表明ZBS的掺入能有效降低Ca[(Li1/3Nb2/3)0.95Zr0.15]O3+δ陶瓷体系的烧结温度150-200℃,谐振频率温度系数随ZBs掺入量增加及烧结温度的提高,由负值向正值方向移动.在1000℃,掺入质量分数7wt%的ZBN,陶瓷微波介电性能最佳:εr=31.1,Qf=9530GHz,τf=8.9ppm/℃.在960℃烧结4小时,可获得介电性能为:εг=28.6,Qf=6410GHz,τf=-9.8ppm/℃陶瓷样品.     

添加剂对MgTiO3系统陶瓷介电性能的影响

用电子陶瓷工艺制备主晶相为MgTiO3,附加晶相为CaTiO3的介电陶瓷.MgTiO3是具有钛铁矿结构的晶体,属于六方晶系.调节MgTiO3与CaTiO3的比例可以把该系统的温度系数调节到零附近,并适当提高εr.研究硼掺杂对MgTiO3系统陶瓷的介电性能的影响:硼掺杂降低了陶瓷的烧结温度,同时加快了陶瓷的致密化过程,而且对Q值(Q=1/tanδ)没有明显的负面影响.硼在烧结中以液相存在,因而促进了烧结中反应的进行,起到了助熔剂的作用.     

BaTiO3基陶瓷介电材料的研究进展

阐述了BaTiO3基陶瓷电容器系统中通过添加不同添加剂(ZnO、Y2O3、MgO、V2O5、Bi2O3、Fe2O3、Co2O3、Nb2O5、Dy2O3等)对陶瓷温度特性、介电常数、介质损耗及击穿场强的影响,并对具有高介高稳定性的介电材料进行综述及展望。     

掺杂Y3+,Dy3+的BaTi0.91Sn0.09O3陶瓷系统介电性能研究

研究了BaTiO3-BaSnO3系陶瓷电容器瓷料中掺杂稀土氧化物Y2O3和Dy2O3及不同掺杂方式对材料介电性能的影响.初步制得有高介电常数、低温度变化率的高压陶瓷电容器瓷料,应用X-射线衍射对样品进行微观结构分析,并探讨了改性作用的机理.     

添加剂对MgTiO3陶瓷性能的影响

研究了H3BO3,CaO-SiO2-B2O3玻璃料及V2O5的添加对MgTiO3陶瓷的烧结和介电性能的影响,并对影响机理作了初步探讨。结果表明:合适的添加剂能够使MgTiO3陶瓷在1240～1300℃之间烧结;添加质量分数为3%的H3BO3,V2O5或1%的CaO-SiO2-B2O3玻璃料的MgTiO3陶瓷的介电常数分别为20.8,17.5和19.8,在5～20MHz下,介电损耗低,多为10-4数量级;在10kHz下,介电常数的温度系数在-66×10-6/℃左右,是一种性能良好的微波介质材料。     

掺杂Y2O3对BaZr0.1Ti0.9O3陶瓷电介质性能的影响

研究了掺杂量不同的Y2O3对BaZr0.1R.9O3微观形貌及介电性能的影响.实验发现:通过XRD物相分析,所有试样均形成典型的钙钛矿结构的主晶相,说明钇掺杂并未改变锆钛酸钡的晶型结构.一定量的Y2O3可抑制晶粒的长大,使晶粒细化,降低气孔率,试样得到致密化.当Y2O3的掺入量为0.05mol％时,试样的介电损耗最小.Y2O3掺杂可提高锫钛酸钡陶瓷居里点处的介电常数,展宽介电温谱,提高材料的实际应用性.     

氧化锌和铅硼玻璃料对MgTiO3微波介质陶瓷的影响

研究了氧化锌和铅硼玻璃料的加入对MgTiO3微波介质陶瓷的烧结和微波介电特性的影响。结果表明：氧化锌和铅硼玻璃料均可以使MgTiO3微波介质陶瓷的烧结温度降低，在等量添加的条件下，铅硼玻璃料降低烧结温度的效果更佳，可使烧结温度降至1200℃，且器件在2－6GHz的频率范围内具有良好的介电性能。     

NdAlO_3及CaTiO_3粉末合成工艺与性能的研究

为满足NdAlO3-CaTiO3体系陶瓷材料介电性能的要求,以Nd2O3和Al2O3、CaCO3和TiO2为原材料,用常规的电子陶瓷合成工艺制备了NdAlO3及CaTiO3粉末,研究了粉末合成温度对NdAlO3及CaTiO3主晶相形成的影响。XRD衍射实验结果表明:Nd2O3和Al2O3可以在合成温度1200℃保温时间10h得到单相的NdAlO3晶体;CaCO3和TiO2在合成温度1150℃保温时间4h可以得到单相的CaTiO3晶体。另外,分析了NdAlO3与CaTiO3比例对NdAlO3-CaTiO3介质陶瓷性能的影响,得到了介电常数为44、介质损耗为2.23×10-4、温度系数为-17.5×10-6/℃的介质材料。     

应用电泳沉积技术制备钛酸钡铁电陶瓷薄膜

采用电泳沉积技术在Pt电极基片上制备BaTiO3铁电陶瓷薄膜，探讨了电泳沉积过程中的控制因素（悬浮液体系，电场强度，料浆浓度，沉积时间等）对成膜性能的影响，并对薄膜材料的结构，性能进行了表征，实验结果表明；在1050℃（2h)的烧成温度下，经重复沉积一烧结2-3次可得到基本无缺陷的BaTiO3陶瓷薄膜，测量频率在1kHz，测量频率在1kHz时，室温（23℃）下的介电常数ε=2300，介电损耗tanδ=0.2。     

Microstructure and electrical properties of Nb-doped SrTiO3-BiFeO3 based lead-free ceramics

In this work, Nb-doped 0.75SrTiO₃-0.25BiFeO₃ (ST-BF) lead-free ceramics are designed and synthesized using a conventional solid-state reaction method. The influence of Nb doping on the microstructure, dielectric, and electrical properties are systematically investigated. With the increase of Nb concentration, the crystal structure of ST-BF remains pseudo-cubic as exhibited in the X-ray diffraction patterns. The grain size is found to increase from 0.33 to 6.23 μm, and then decrease to 1.88 μm by Nb doping, along with a clear heterogeneous core–shell microstructure. A relatively low dielectric loss (∼0.1, at 1 kHz) and a stable dielectric constant (∼700, at 1 kHz) are obtained for the 0.03 Nb-doped ST-BF composition at room temperature. Impedance spectroscopy analysis shows that Nb doping in ST-BF increases the total resistivity, forming an electrically conductive core and a nonconductive shell, with enhanced activation energy. The results may provide a feasible approach to develop novel ST-based lead-free dielectric ceramics for capacitor applications.     

The effect of BaTiO3 addition on the dielectric constant of Si3N4 ceramics

Si₃N₄ ceramics with different BaTiO₃ contents have been fabricated by pressureless sintering in a N₂ atmosphere at 1680°C for 2 h. Al₂O₃ and Nd₂O₃ were used as sintering additives to promote the densification of Si₃N₄ ceramics. The effect of BaTiO₃ addition on the densification, mechanical properties, phase compositions, microstructure, and dielectric properties of Si₃N₄ ceramics was investigated. The relative density and flexural strength of Si₃N₄ ceramics increased with the addition of BaTiO₃ up to 15 wt% and then decreased, while the dielectric constant increased continuously as the BaTiO₃ contents increased. The dielectric constant of Si₃N₄ ceramics can be tailored in the range from 8.42 to 12.96 by the addition of 5 wt%‐20 wt% BaTiO₃. Meanwhile, these Si₃N₄ ceramics all had flexural strength higher than 500 MPa.