(Mg_(0.7)Zn_(0.3))TiO_3-(Ca_(0.61)La_(0.26))TiO_3系微波介质陶瓷性能研究

采用传统固相反应法制备了(1-x)(Mg0.7Zn0.3)TiO3-x(Ca0.61La0.26)TiO3(MZCLT)微波介质陶瓷。分析了(Ca0.61La0.26)TiO3掺杂量对MZCLT陶瓷相结构、烧结性能和介电性能的影响。所制MZCLT陶瓷的主晶相为(Mg0.7Zn0.3)TiO3和(Ca0.61La0.26)TiO3,还存在微量的(Mg0.7Zn0.3)Ti2O5。当x=0.13,1275℃烧结4h时,0.87(Mg0.7Zn0.3)TiO3-0.13(Ca0.61La0.26)TiO3陶瓷介电性能较佳:εr=26.7,Q·f=86011GHz(8GHz),τf为-6×10-6/℃,优于(Mg0.7Zn0.3)TiO3陶瓷介电性能(εr=19.2,Q·f=253000GHz,τf为-39×10-6/℃)。     

LMT-CT-LST高介电复合陶瓷的制备及性能调控

采用传统固相合成法制备0.1La(Mg_(0.5)Ti_(0.5))O_3-(0.9-x)CaTiO_3-x(Li_(0.5)Sm_(0.5))TiO_3(LMT-CT-LST,摩尔比x=0.1~0.6)系列微波介质陶瓷,并研究该系列微波介质陶瓷的物相结构、表面形貌及微波介电性能。X线衍射(XRD)研究表明,所有的LMT-CT-LST样品均为钙钛矿结构。扫描电镜(SEM)表明,随着(Li_(0.5)Sm_(0.5))TiO_3含量的增加,样品的晶粒尺寸会不断增加。当x=0.6时,有些晶粒会出现异常长大现象,这对样品的微波介电性能有很大的影响。介电性能研究结果显示,随着(Li_(0.5)Sm_(0.5))TiO_3含量从0.1增加至0.6,介电常数(εr)略微从121.56减小至117.5,而对应的品质因数(Q×f)从10 055.71GHz降低至4 042.15GHz;此外,该体系谐振频率温度系数(τf)随(Li_(0.5)Sm_(0.5))TiO_3含量的增加逐渐向负值方向移动。当x=0.6时,复合陶瓷在1 340℃烧结4h,可获得最佳的综合微波介电性能,即ε_r≈117.5,Q×f≈4 042.15GHz(f=3.415 GHz),τ_f≈10.13×10-6/℃。     

钙钛矿锰氧化物Ca_(0.5)Nd_(0.5)(Mn_(0.7)Fe_(0.3))O_3掺杂对Ca_(0.61)Nd_(0.26)TiO_3微波介电性能的影响

研究了传统固相反应法制备所得xCa_(0.5)Nd_(0.5)(Mn_(0.7)Fe_(0.3))O_3-(1–x)Ca_(0.61)Nd_(0.26)TiO_3(0.1≤x≤0.25,CNMFT_x)多晶陶瓷相组成、显微结构、烧结性能与微波介电性能之间的影响关系。X射线衍射研究表明,在研究组分范围内CNMFT_x样品均为单一正交钙钛矿结构;当烧结条件为1 400℃/4 h,x=0.1~0.2时,Fe~(3+)/Mn~(3+,4+)替代Ca_(0.61)Nd_(0.26)TiO_3中Ti~(4+)后,相对介电常数(εr为88.5~77.5)、品质因子(Q·f为7 010~9 370 GHz)和谐振频率温度系数(τf为207.4×10~(–6)/℃~149.1×10~(–6)/℃)逐渐降低,而当x=0.25时,εr(73.4)与τf值(119.6×10~(–6)/℃)仍按规律降低,虽然此时样品晶粒尺寸更为均匀,但Q·f值(5 100 GHz)降幅增加。因此,对于ABO3型钙钛矿结构的微波介质陶瓷,当具有铁磁效应离子的添加量较小时,微波介电性能的变化符合预期规律;但当置换量达到一定比例时,铁磁性增加,导电性增强,巨磁电阻效应减小,致使微波陶瓷介电损耗增加。     

xCa_(0.8)Sr_(0.2)TiO_3-(1-x)Li_(0.5)La_(0.5)TiO_3系陶瓷介电性能的调控

采用烧成法制备了xCa_(0.8)Sr_(0.2)TiO_3-(1-x)Li_(0.5)La_(0.5)TiO_3(CST-LLT)(x=0.4~0.8)系介质陶瓷,表征了其物相组成、结构特征及介电性能。所制备的材料具有钙钛矿结构特征,随着Li_(0.5)La_(0.5)TiO_3组分的减少,1 170~1 260℃烧结的CST-LLT陶瓷介电常数(ε_r)变化范围在154.8~275.2,而品质因数(Q·f)在1 360~1 479GHz内先增加后逐渐减小,谐振频率温度系数(τ_f)变化范围为(-720.6~470.5)×10~(-6)/℃。当x=0.5,烧成温度为1 200℃,保温3h时,可得到理想的介电性能的介质陶瓷:ε_r=230,Q·f=1 455GHz,τ_f=24.5×10~(-6)/℃。     

烧结温度对Li_2(Mg_(1/2)Zn_(1/2))SiO_4系微波陶瓷介电性能的影响CSCD

采用传统固相合成法制备了Li_2(Mg_(1/2)Zn_(1/2))SiO_4微波介质陶瓷,并系统研究了该陶瓷的相成分、微观形貌、微波介电性能与烧结温度之间的影响关系。XRD结果表明:在1100~1180℃温度烧结,该体系的主晶相均为Li_2(Mg_(0.8)Zn_(0.2))SiO_4,但同时也伴随有少量的MgSiO_3第二相。SEM结果表明:随着烧结温度的升高,样品的晶粒尺寸不断增加,尤其是当烧结温度为1180℃时,有些大晶粒出现了开裂现象,这会在一定程度上降低样品的品质因数(Q·f)。因此,对于微波介电性能,随着烧结温度的增加,Li_2(Mg_(1/2)Zn_(1/2))SiO_4陶瓷的Q·f值呈先增后减趋势,而相对介电常数(ε|_r)的数值较为稳定;此外,该体系谐振频率温度系数(τ_f)随烧结温度的增加逐渐向正值方向移动。当在1160℃烧结4 h时,Li_2(Mg_(1/2)Zn_(1/2))SiO_4陶瓷可获得最佳的微波介电性能:ε_r=6.09,Q·f=21 616 GHz(f=11.62GHz)和τ_f=–64.34×10^(–6)/℃。     

掺杂Nd3+对CLST陶瓷微波介电性能的影响

用固相法制备了x(Ca0.61Nd0.26)TiO3(1-x)(Li1/2Sm1/2)TiO3(CNLST)(x=0.3～0.6)微波介质陶瓷,研究了掺杂Nd3+对CaTiO3-Li1/2Sm1/2TiO3(CLST)陶瓷介电性能的影响。结果发现,该体系在掺杂Nd3+后均形成钙钛矿结构,其介电常数εr和谐振频率温度系数τf均随x的增大而增加,品质因数与谐振频率的乘积Qf值随x的增大而降低;当x=0.48时,在1 150 ℃预合成,1 250 ℃烧结保温3 h得到材料的微波介电性能：εr=123,Qf=4 122 GHz（f=1.5 GHz）,τf=0.8 μ℃-1。     

高介电(1–x)Ca_(0.7)Nd_(0.2)TiO_(3-x)Ba_(0.4)Sr_(0.6)TiO_3陶瓷微波介电特性

采用固相反应法制备了具有钙钛矿结构的(1–x)Ca_(0.7)Nd_(0.2)TiO_(3-x)Ba_(0.4)Sr_(0.6)TiO_3(0.05≤x≤0.5)陶瓷,并对其烧结行为、相组成、显微结构及微波介电性能进行了研究。结果表明:随着(Ba0.4Sr0.6)2+含量的增加,(1–x)Ca_(0.7)Nd_(0.2)TiO_(3-x)Ba_(0.4)Sr_(0.6)TiO_3(0.05≤x≤0.5)陶瓷的品质因数(Q·f)及谐振频率温度系数(τf)单调递减,而相对介电常数(εr)先升后小幅降低。当x=0.2,且烧结温度为1 450℃时,该介质陶瓷的微波介电性能为:εr=151.3,Q·f=5 900 GHz,τf=399.4×10–6/℃。与CaTiO_3(εr=160,Q·f=6 800 GHz,τf=850×10–6/℃)相比,Q·f和εr略微降低,τf有较大程度的减少,故此陶瓷体系有望替代CaTiO_3成为新一类高介电性微波陶瓷。     

Nd_2O_3掺杂(Sr_(0.9)Ba_(0.1))La_4Ti_4O_(15)陶瓷的结构及微波性能

采用传统的固相反应法制备(Sr_(0.9)Ba_(0.1))La_4Ti_4O_(15)+x%Nd_2O_3(质量分数0≤x≤8,BSN)系微波介质陶瓷,并对其物相组成、晶体结构及微波介电性能进行分析。研究结果表明,Nd_2O_3含量的增加降低了BSN陶瓷的烧结温度,陶瓷的主晶相为SrLa_4Ti_4O_(15)相,并伴随有少量第二相La_2TiO_5的生成。在微波频率下,随着Nd_2O_3含量的增加,BSN陶瓷的介电常数及谐振频率温度系数变化小,品质因数与频率之积(Q×f)值提高,优化出掺杂4%Nd_2O_3的(Sr_(0.9)Ba_(0.1))La_4Ti_4O_(15)陶瓷具有最佳微波介电性能:εr=43.2,Q×f=42 015 GHz(6.024 GHz),τf=-9.6μ℃-1。     

微波基板用陶瓷材料Li_2Mg_(1-x)Zn_xTi_3O_8微波性能研究

通过传统固相反应法制得三元系尖晶石结构的Zn掺杂的Li_2Mg_(1-x)Zn_xTi_3O_8(LMT)陶瓷。讨论了Zn掺杂对Li_2MgTi_3O_8陶瓷试样的相结构、显微结构及微波介电性能的影响。当Zn掺杂量为0.06时,Li_2Mg_(0.94)Zn_(0.06)Ti_3O_8陶瓷试样在1 075℃烧结4h可获得良好的显微结构与微波性能,其中介电常数适中(ε_r≈26.58),品质因数较高((Q×f)≈44 800GHz),谐振频率温度系数趋近于0(τ_f≈1.9μ℃~(-1))。该研究得到的陶瓷材料具有良好的微波介电性能,可作为无机填充材料运用于微波复合介质基板材料的研制中。     

CuO对(Ni_(1/3)Nb_(2/3))_(0.7)Ti_(0.3)O_2微波陶瓷低温烧结性能的影响

采用传统固相反应法制作(Ni1/3Nb2/3)0.7Ti0.3O2微波陶瓷,研究了CuO掺杂对所制陶瓷低温烧结性能、微观结构、相构成及微波介电性能的影响。结果表明,掺杂少量的CuO就能显著降低(Ni1/3Nb2/3)0.7Ti0.3O2陶瓷的烧结温度,且能改善陶瓷τf。当CuO掺杂量(质量分数)为1.0%时,(Ni1/3Nb2/3)0.7Ti0.3O2在950℃烧结,显示出良好的微波介电性能:εr=67.65,Q·f=3708GHz,τf=14.3×10-6/℃。