CaB_2O_4/CBS复相陶瓷的制备及性能

研究了偏硼酸钙(CaB2O4)与钙硼硅(CBS)玻璃按不同比例制备的CaB2O4/CBS复相陶瓷的相组成、显微结构、介电性能和热膨胀系数等。在200～500℃时,复相陶瓷的热膨胀系数为10×10–6 K–1。当添加w(CBS)为20%,CaB2O4/CBS复相陶瓷经过930℃保温2 h后,试样主要由CaB2O4晶相和少量的β-CaSiO3晶相所构成。微观结构致密,气孔率低,晶粒尺寸为5μm左右。在10 MHz下,εr为7.18,tanδ为1.2×10–4。     

双碱金属氧化物对钙硼硅微晶玻璃性能的影响

向CaO-B2O3-SiO2微晶玻璃中添加双碱金属氧化物Na2O和Li2O。研究了Na2O和Li2O的总体质量分数和二者的质量比对玻璃试样性能的影响。采用DSC、XRD、SEM分析了玻璃的性能和微观形貌。结果表明:烧结后试样晶相主要为硅灰石;当w(双碱金属氧化物)为1.5%,ζ(Na2O∶Li2O)为2∶3时,试样能在950℃烧结,εr为6.16,tanδ为3.5×10–3(1MHz)。     

CaO-B_2O_3-SiO_2系玻璃形成区及性能研究

采用XRD、SEM等手段,系统研究了CaO-B2O3-SiO2(CBS)系的玻璃形成范围,利用热分析结果计算了玻璃的析晶参数β。结果表明:纯CBS玻璃形成范围是x(B2O3)为10%～75%,x(SiO2)为0～45%,x(CaO)为25%～55%;整个玻璃形成区比较窄,并向B2O3方向伸展。添加x(Al2O3)为10%可以改善玻璃的失透,提高玻璃体的形成能力,使烧结后εr变化不大,由6.43变为6.31,tanδ显著增加,由0.0009增至0.0020。试样的主要晶相为CaB2O4、α-石英和CaSiO3。     

钙硼硅系LTCC材料性能研究

在低软化点钙硼硅玻璃(LG)[r(Ca:Si)>1]中添加高软化点钙硼硅玻璃(HG)[r(Ca:Si)<1],经低温烧结制备了钙硼硅(CaO-B2O3-SiO2,CBS)LTCC材料(又称CBS微晶玻璃)。利用XRD和SEM,研究了HG的添加量及烧成温度对钙硼硅LTCC材料的物相和微观结构的影响。结果表明,HG玻璃的引入有效提高了LG的烧结性能及拓宽了烧结范围,且有效降低了该材料的相对介电常数。w(HG)为20%时,CBS微晶玻璃能够在850～910℃烧结致密;在1MHz测试频率下,相对介电常数小于7.25,介质损耗小于2×10–3。     

低介低损耗CaO-B_2O_3-SiO_2系微晶玻璃性能研究

采用高温熔融–水淬法制备了CaO-B2O3-SiO2系微晶玻璃。通过烧结点实验仪、梯温炉、DTA、XRD对其烧结性能、析晶性能、致密性及介电性能进行了研究。结果表明:可应用于LTCC基板材料的微晶玻璃组成为:x(SiO2)为18.0%、x(CaO)为36.8%、x(B2O3)为45.2%;该微晶玻璃在723℃附近开始软化,771℃析出硼钙石晶体;经850℃烧结1h后得到的微晶玻璃样品具有良好的介电性能(1MHz):εr为4.67,tanδ为0.71×10–3。     

硼含量对钙硼硅系微晶玻璃性能的影响

采用高温熔融法,制备了不同硼含量(w(B2O3)为30%～40%)的CaO-B2O3-SiO2系微晶玻璃。考察硼含量对该体系微晶玻璃熔制过程中B2O3挥发率及其性能的影响。结果表明:随w(B2O3)增加B2O3挥发率增大,从4.27%增至6.91%。w(B2O3)为35%时,试样的烧结温度范围较宽,在最佳烧结温度850℃下,体积密度为2.54g/cm3;10MHz下,εr为6.42,tanδ为9×10–4;试样的εr随w(B2O3)变化不大,处于6.2～6.5,w(B2O3)为30%或40%时,tanδ显著增大至10–2量级。     

LTCC基板用CaBSi玻璃的制备与性能研究

采用sol-gel法制备了CaO-B2O3-SiO2玻璃粉体材料。用TGA-DSC、XRD、SEM对样品进行了表征。分析表明,当钙含量不变时,随着硼含量的增加熔点降低,但是超过一定值后,其性能恶化。当硼含量不变时,随着钙含量的增加玻璃料的析晶趋势增强,熔点升高,热膨胀系数的测试值也接近理论计算值。将CaBSi—3与堇青石和莫来石陶瓷粉末低温共烧后其主要性能指标为:α≈3.5×10–6℃–1,εr<4.9,tanδ<14×10–4,ρ>1013?·cm,σ>160MPa。     

掺钛和锆改性的钙硼硅系微晶玻璃之性能

以TiO2、ZrO2为改性剂,制备CaO-B2O3-SiO2系微晶玻璃。对其烧结和介电性能进行了研究,并采用XRD,SEM对微观结构进行了探讨。结果表明:添加适量的TiO2或是混合添加TiO2、ZrO2均能改善CaBSi系微晶玻璃的性能。混合添加比单一添加TiO2更有效。结合材料的烧结性能、介电性能和微观结构,以840℃烧成的添加w(TiO2)为2%、w(ZrO2)为2%的试样性能最佳,其εr为7.1、tanδ为3×10–3,在20~400℃之间的热膨胀系数为7.8×10–6℃–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/℃。     

渗Ce~(3+)、Ce~(3+)+Mn~(2+)高硅氧玻璃的吸收、激发和荧光光谱

某些Na_2O-B_2O_3-SiO_2玻璃经过热处理可分成主要含Na_2O、B_2O_3的钠硼相及主要含SiO_2的高硅相。将已分相的钠硼硅酸盐玻璃进行酸处理、浸析出其中的钠硼相,可得到SiO_2含量高达96%的多孔高硅氧玻璃。将多孔高硅氧玻璃干燥、烧结,可制得具有类似石英玻璃性质的高硅氧玻璃。本工作利用孔隙率为30%、孔径为75(?)的多孔玻璃浸以不同浓度的Ce(NO_3)_3·6H_2O、Al(NO_3)_3·9H_2O溶液或Ce(NO_3)_3·6H_2O、Mn(NO_3)_2·6H_2O、Al(NO_3)_3·9H_2O溶液,经过     

添加V_2O_5对Mg_4Nb_2O_9微波介质陶瓷性能的影响

采用固相反应法制备了Mg4Nb2O9微波介质陶瓷,研究了添加V2O5对其烧结温度、微观结构和介电性能的影响。结果表明:当添加0.5%(质量分数)的V2O5时,Mg4Nb2O9陶瓷的烧结温度从1350℃降低到1150℃,烧结温度范围拓宽为1150～1300℃;在1150℃烧结5h后,其介电性能达到最佳:εr=11.86,Q·f=99828GHz(11.2GHz),τf=–57×10–6/℃(10～90℃,1MHz)。当w(V2O5)增大到1.5%时,Mg4Nb2O9陶瓷的介电性能变差。     

ZnNb_2O_6-TiO_2微波介质陶瓷及其在电容器中的应用

采用固相法在880～975℃下烧结制备了添加w(CuO)为2.00%,w(B2O3)为3.00%及w(SnO2)为0.15%的ZnNb2O6-1.75TiO2基复合微波介质陶瓷。研究了该陶瓷的低温烧结机理、微波介电性能及其在多层片式陶瓷电容器中的应用。结果显示:随着烧结温度的提高,物相由Zn2TiO4,Zn0.17Nb0.33Ti0.5O2,ZnNb2O6向ZnTiNb2O8转变,εr和τf减小,Q·f升高。但当t≥975℃时,出现过烧现象,晶体缺陷增多恶化了材料的Q·f。在950℃烧结4h时,得到最好的介电性能:εr=36.7,τf=–22.6×10–6/℃,Q·f=18172.2GHz。且在此温度下制备的多层片式陶瓷电容与内电极Ag90Pd10的兼容性良好,Res为0.3426Ω,tanδ为9×10–5,可靠性良好。     

掺杂B_2O_3对(Zn,Mg)TiO_3固溶体结构和性能的影响

研究了B_2O_3对(Zn_(0.65)Mg_(0.35))TiO_3固溶体的烧结温度、晶相结构和介电性能的影响.结果表明,B_2O_3明显降低烧结温度,并与ZnO形成新的晶相Zn_3B_2O_6或ZnB_4O_7,随着B_2O_3的增加,介电常数(ε_r)逐渐减小,频率温度系数(τ_f)从正值向负值方向变化.当w(B_2O_3)=6%时,烧结温度为890 ℃;ε_r=15.3,TEM谐振器的品质因数QTEM=255,τ_f=-86×10-6·℃-1.调节w(B_2O_3)=4%～6%,能得到τ_f=0的组成.该文首次采用了介质同轴谐振器的品质因数Q值和来评价材料的介电特性,对材料的实际应用具有重要的指导作用.     

Ca_(0.3)(Li_(0.5)Sm_(0.5))_(0.7)TiO_3微波介质陶瓷低温烧结研究

采用固相反应法,以Ca0.3(Li0.5Sm0.5)0.7TiO3(CLST—0.7)陶瓷为基料,掺杂质量分数为10%的CaO-B2O3-SiO2(CBS)氧化物和2%～6%的Li2O-B2O3-SiO2-CaO-Al2O3(LBSCA)玻璃料为复合烧结助剂,研究了LBSCA掺杂量对CLST—0.7陶瓷的低温烧结行为及微波介电性能的影响。结果表明,复合烧结助剂掺杂促使CLST—0.7陶瓷烧结温度降低了200～300℃,并保持良好的微波介电性能。掺杂质量分数10%CBS和4%LBSCA的CLST—0.7陶瓷经950℃烧结5h后,其εr=71.84,Q·f=1967GHz,τf=41.7×10–6/℃。     

Sr_(1-x)Ba_xBi_4Ti_4O_(15)铁电陶瓷性能研究

采用传统固相反应法制备了Sr1–xBaxBi4Ti4O15(x=0～1.0)铁电陶瓷,研究了Ba取代量对其烧结性能和介电性能的影响。结果表明,适量Ba取代促使陶瓷样品烧结温度由1240℃降至1130℃左右,tanδ降至20×10–4,体积电阻率ρv提高一个数量级,同时居里峰显著展宽,居里温度tC下降。当x=0.7时,在1130℃烧结6h获得的陶瓷样品综合介电性能较好:εr≈150,tanδ=53×10–4,ρv=1.7×109Ω·m,tC≈430℃。     

sol-gel法制备Ba_(3.99)Sm_(9.34)Ti_(18)O_(54)微波介质陶瓷

以柠檬酸为络合剂,通过sol-gel法制备了Ba3.99Sm9.34Ti18O54陶瓷前驱体;经1100℃预烧2h压片成型后,再在1300℃保温3h,即得到了烧结致密的陶瓷样品。与传统固相法相比,其烧结温度降低了50℃,且陶瓷晶粒细小,晶粒分布均匀,具有更加优良的微波介电性能:εr=79.56,Q·f=9636GHz(4.71GHz),τf=–1.23×10–6/℃。     

微波烧结Ba_(6-3x)Sm_(8+2x)Ti_(18)O_(54)陶瓷材料的初步研究

研究了Ba_(6-3x)Sm_(8+2x)Ti_(18)O_(54)(x=0.67,BST)陶瓷材料的微波烧结情况,从烧结特性、微结构与相组成及微波介电性能等方面对微波烧结的样品与传统工艺制得的样品进行了对比.结果表明, 与传统制备工艺相比,微波烧结BST陶瓷缩短了烧结周期,并促进了样品的致密化,其物相组成和传统烧结的样品没有区别,且晶粒细小分布均匀.微波烧结BST陶瓷可获得较优的微波介电性能:介电常数ε_r=82.89,品质因数与频率之积Qf=8 450 GHz(频率f=4.75 GHz),谐振频率温度系数τ_f=22.58×10~(-6)/℃.     

BBSM烧结助剂对低温烧结PTCR陶瓷性能的影响

为了提高低温烧结BaTiO3基热敏陶瓷的PTC效应,提出在BaO-B2O3-SiO2烧结助剂中加入MnO(以Mn(NO3)2形式加入)的方法,研究了BaO-B2O3-SiO2-MnO(BBSM)烧结助剂对Y3+掺杂BaTiO3基热敏陶瓷的低温烧结和PTC特性的影响。结果表明:含有x[Mn(NO3)2]为0.06%的BBSM烧结助剂的样品,在1050℃保温3h下烧结后,其室温电阻率为306Ω·cm,升阻比为4.23×103。     

LTCC材料介电性能的影响研究

文章研究了La2O3-B2O3和SiO2作为添加剂对钙硼硅系LTCC材料的烧结和介电性能的影响。实验结果表明,La2O3-B2O3添加剂促进了CaSiO3的析晶,从而极大增强了钙硼硅玻璃陶瓷的抗弯强度。Si用于调节样品的收缩率以满足实际生产要求。CaO-B2O3-SiO2-6wt%La2O3-B2O3-7wt%Si样品性能较好：εr=6.13,tanδ=12.34×10-4（10 GHz）,弯曲强度σf≥160 MPa,收缩率为14.9%。