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/℃。     

Ba（Zn1/3Nb2/3）O3-BaWO4复相陶瓷的合成与性能研究

以Ba（Zn1/3Nb2/3）O3和BaWO4复合的方式,利用固相合成法,制备了（1-x）Ba（Zn1/3Nb2/3）O3-xBaWO4复合陶瓷（x=0.1-0.4）,XRD表明上述两相能在烧结样品中共存。当x=0.3-0.4,在1 225℃烧结时,可以获得近零温度系数的性能优异的微波介质陶瓷,其介电性能为：εr=27.4-24.0,Q×f=53 800-65 300 GHz,τf=5.0--2.1 ppm/℃。     

B_b微波介质陶瓷材料的研制

通过对Ba(Zn_(1/3)Nb)_(2/3)O_3-Ba(Zn(1/3)Ta_(2/3))O_3系统微波介质陶瓷材料的配方研究和工艺条件实验,研制出的B_b微波介质陶瓷,具有适中的介电常数,较高的无载Q值和接近0ppm/℃的谐振频率温度系数,是一种性能优良的新型微波介质陶瓷材料。     

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。     

B位非化学计量比对0.6BCN-0.4BZN陶瓷性能的影响

采用传统固相反应法,制备了Ba(Co0.6Zn0.4)1/3Nb2/3O3(0.6BCN-0.4BZN)微波介质陶瓷。系统研究了Ba(Co0.6Zn0.4)(1/3+x)Nb2/3O3陶瓷中B位(Zn,Co)离子的非化学计量比(x=-0.015,-0.009,-0.003,0,0.003,0.009,0.015)对该微波介质陶瓷性能的影响。结果表明:少量的B位离子缺量,可以促进烧结的致密化。x为-0.009时所制陶瓷密度最大,达到理论密度的99%以上。在1400℃下烧结20h,可以获得εr=35.35,Q.f=40787GHz(f=5.180GHz),τf=-3×10-6/℃的0.6BCN-0.4BZN陶瓷。     

Zn缺位对Ba(Co_(0.6)Zn_(0.4))_(1/3)Nb_(2/3)O_3陶瓷性能的影响

采用传统固相反应法制备了Ba(Co0.58Y0.02Zn0.4-x)1/3Nb2/3O3(x=0,0.01,0.02,0.03,0.04,0.06)陶瓷,系统研究了Zn缺位对陶瓷的物相组成、微观结构和微波介电性能的影响。X线衍射(XRD)结果表明所有配方陶瓷的主晶相均为BaZn0.33Nb0.67O3-Ba3CoNb2O9(BCZN),并存在不同量的第二相Ba8CoNb6O24,适量的Zn缺位可提高BCZN体系的有序度,x=0.02时,其有序度最大。电镜扫描(SEM)结果表明适量的Zn缺位可促进烧结致密化,但Zn缺位过多,会使第二相增多,陶瓷的致密度恶化。随着x的增加,陶瓷的介电常数(εr)基本不变,但品质因数与频率的乘积(Q×f)得到了有效的改善,谐振频率温度系数(τf)先减小后增大。当x=0.02时,BCZN体系陶瓷的εr=35.12,Q×f=52 678GHz,τf=3.28×10-6/℃。     

Ba(B'1/3 Ta2/3)O3微波介质陶瓷的研究进展

微波介质陶瓷是制作微波器件的关键材料。具有复合钙钛矿结构的Ba(B'_1/3 Ta_2/3)O₃(B'=Mg、Zn)型微波介质陶瓷在微波毫米波频率下具有较高的品质因数,是现代微波通信技术中被广泛应用的微波陶瓷材料。文中介绍了近年来此类微波介质陶瓷的发展与研究现状。     

H3BO3掺杂的Ba5Nb4O15陶瓷的烧结及介电性能

采用传统的固相烧结工艺制备了H3BO3掺杂的Ba5Nb4O15陶瓷。研究了H3BO3掺杂量对Ba5Nb4O15陶瓷的相成分、微观结构、烧结以及微波介电性能的影响。结果表明:H3BO3掺杂的Ba5Nb4O15陶瓷中,除主晶相Ba5Nb4O15相外,还生成了BaNb2O6和BaB2O4相;H3BO3能够将Ba5Nb4O15陶瓷的烧结温度降低500℃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1%时,900℃烧结的Ba5Nb4O15陶瓷具有良好的微波介电性能:εr=38.8,Q×f=48 446 GHz,τf=37.0×10–6/℃。     

A位取代对PZN-PNN-PZT压电陶瓷性能的影响

以固态氧化物为原料,采用固态合成工艺制备Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-Pb(Ni1/3Nb2/3)O3-Pb(ZrTi)O3(PZN-PNN-PZT)压电陶瓷,并研究了锆钛比(r(Zr)/r(Ti))、Ba2+的A位取代及Ba2+、La3+的A位复合取代对压电陶瓷电性能的影响。结果表明,PZN-PNN-PZT压电陶瓷在r(Zr)/r(Ti)=1.03下,进行Ba2+,La3+的A位复合取代后,即式子在Pb0.92Ba0.04La0.04(Ni1/3Nb2/3)y(Zn1/3Nb2/3)z Zrm Tin O3时压电性能最佳,其介电常数εT33/ε0=5 657,压电常数d33=709pC/N,机电耦合系数kp=0.69,品质因数Qm=45,居里温度TC=180.9℃。     

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/℃。     

Zn位非化学计量对BaNb_(0.69)(Zn_(0.116)Co_(0.217))O_3微波介电性能的影响

采用传统固相反应法制备BaNb0.69[Zn0.116(1+0.025x)Co0.217]O3(BCZN)(x=0～4)微波介质陶瓷。研究了Zn位离子的微量添加对BCZN陶瓷性能的影响。结果表明:少量添加Zn,可以促进烧结致密化,改善BCZN陶瓷的介电性能。在1300℃下烧结3h,可以获得τf近零,介电常数εr为33、Q·f为51322 GHz的陶瓷。     

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/℃。     

ZnO-B_2O_3玻璃对Mg_2TiO_4微波介质陶瓷结构和性能的影响

利用传统固相烧结法制备了ZnO-B2O3玻璃掺杂的Mg2TiO4微波介质陶瓷,研究了ZnO-B2O3玻璃掺杂对所制陶瓷相成分、微观形貌和微波介电性能的影响。结果表明:ZnO-B2O3玻璃掺杂能使Mg2TiO4陶瓷的致密化温度降低200℃左右。当Mg2TiO4中掺杂质量分数2%的ZnO-B2O3玻璃时,经1 300℃烧结所得陶瓷微波性能较好:εr=13.62、Q.f=101 275 GHz、τf=–51×10–6/℃。     

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。     

钛酸钙对BZN-CaTiO_3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)。     

CaO-MgO-SiO_2-B_2O_3低温助烧BaZrO_3微波介质陶瓷的性能

以CaO-MgO-SiO2-B2O(3CMSB)玻璃为烧结助剂,低温烧结制备了BaZrO3微波介质陶瓷,研究了CMSB加入量对BaZrO3陶瓷的烧结温度、结构及性能的影响。结果表明,CMSB的加入大幅度降低了BaZrO3陶瓷的烧结温度,当CMSB质量分数为33%时,所制陶瓷烧结温度降低到910℃,瓷体致密,密度为4.32g/cm3。1MHz频率下,Q值达4000,该陶瓷已用于批量生产高Q值的微波陶瓷电容器。     

非化学计量比Li_(2+x)ZnTi_3O_(8+0.5x)微波介质陶瓷的性质研究

采用传统固相反应法制备Li2+xZnTi3O8+0.5x微波介质陶瓷,研究了A位Li的非化学计量比对Li2+xZnTi3O8+0.5x陶瓷的烧结特性、相结构及微波介电性能的影响。结果表明:随着Li2+xZnTi3O8+0.5x(x=–0.2～+0.2)陶瓷中Li含量的逐渐增加,TiO2相逐渐消失,陶瓷的致密度逐渐升高,介电常数逐渐降低,Q.f值先上升再下降,谐振频率温度系数逐渐降低,然后保持不变。当x=–0.05时,Li1.95ZnTi3O7.975陶瓷取得最佳的综合微波介电性能:εr=26.41,Q.f=65 200 GHz,τf=–4.16×10–6/℃。     

碳酸锰和纳米钛酸钡的添加对钛酸钡陶瓷的影响

以钛酸丁酯和乙酸钡为起始原料,采用液相法制备了纳米钛酸钡。研究了纳米钛酸钡和碳酸锰的掺杂对普通亚微米级钛酸钡的形貌及介电性能的影响。结果表明,在普通钛酸钡中加入一定量的纳米钛酸钡可以促进晶粒的生长,同时提高陶瓷的介电常数。而在普通钛酸钡中加入一定量的碳酸锰则可以抑制晶粒的生长。但同时添加碳酸锰和纳米钛酸钡,碳酸锰对晶粒生长的抑制作用将居于主导地位,并且此时钛酸钡陶瓷的介电常数温度特性曲线与单独添加锰离子时的走势基本相同,室温附近的介电常数峰将由于钛酸钡陶瓷的细晶效应而弥散。     

CaTiO_3含量对PTFE/TiO_2复合材料性能的影响

采用类似于粉末冶金的工艺,制备了金红石型TiO2填充的聚四氟乙烯(PTFE)复合材料,研究了CaTiO3掺杂量对所制复合材料热学、介电性能的影响。结果表明:随着CaTiO3含量的增加,复合材料的密度减小,吸水率增大,介电常数和损耗增大,线膨胀系数增大到一个最大值后减小;当CaTiO3添加量达到质量分数16%时,复合材料的相对介电常数达到最大值11.60,损耗为0.002 0。     

Nd_2O_3和Sm_2O_3掺杂钛酸锌介电陶瓷的结构与性能

为了改善ZnTiO3介电陶瓷的性能,研究了Nd2O3和Sm2O3掺杂对ZnTiO3陶瓷结构与介电性能的影响,借助TEM型同轴谐振器测量陶瓷的微波介电性能。研究表明,掺杂Sm2O3形成新相Sm2Ti2O7,少量Sm2O3掺杂能有效抑制ZnTiO3分解;掺杂Nd2O3形成新相Nd2Ti2O7和Nd4Ti9O24;Nd2O3和Sm2O3掺杂均能提高谐振器的无载Q值,且Nd2O3的掺杂效果优于Sm2O3:Nd2O3掺杂能使陶瓷的τf从正值向负值变化,通过调整Nd2O3掺杂量(质量分数5%～10%),可获得τf近零、无载Q值大于260的陶瓷组成,可用于制备分米波段的滤波器。