K_2O-B_2O_3-SiO_2/Al_2O_3 LTCC复合基板材料性能研究

采用K2O-B2O3-SiO2玻璃与Al2O3复合烧结,制备了K2O-B2O3-SiO2/Al2O3低温共烧陶瓷(LTCC)复合基板材料,研究了不同组分含量对体系微观结构和性能的影响。结果表明,复合基板材料的相对介电常数εr和介质损耗均随着Al2O3含量的增加而增加,当Al2O3质量分数为45%时,复合基板材料的介质损耗为0.0085,εr为4.55(1MHz)。抗弯强度可达到160MPa。     

Bi0.5(Na1-x-yKxLiy)0.5TiO3陶瓷的介电性能与微观结构

利用传统陶瓷工艺制备了新型的Bi0.5(Na1-x-yKxLiy)0.5TiO3无铅压电陶瓷,研究了陶瓷的介电性能和微观结构。研究结果表明,介电常数εr和介质损耗tgδ在K含量为0.20~0.25(摩尔分数)时达到最大值,且随Li含量的增加而增大;介温曲线表明,Bi0.5(Na1-x-yKxLiy)0.5TiO3陶瓷在110~210℃之间出现介质损耗峰,在300~350℃附近出现比较平坦的介电常数峰;陶瓷的最佳烧结条件为1 100~1 150℃,2~3 h;陶瓷晶粒有规则的几何外形,晶粒尺寸为1.2~2.5 m;Li含量越高,陶瓷的烧结温度越低;K促进了晶粒特定方向的生长。     

低损耗高介电常数CCTO陶瓷的制备与性能研究

为了降低CaCu3Ti4O12(CCTO)陶瓷材料的介质损耗,采用传统固相反应法制备了组分为CaCu3–yZry/2Ti4O12(CCZTO)的陶瓷样品。研究了ZrO2掺杂对CCTO陶瓷性能的影响。结果表明:所制CCZTO陶瓷样品在维持了CCTO陶瓷材料介电常数大、低频介电常数随频率和温度变化小的优点的同时,介质损耗大幅降低;其介电常数和介质损耗的指标满足美国电子工业协会EIAZ5U标准,而温度系数αc性能指标优于EIAX7A标准所规定的±55×10–6/℃,是一种综合性能技术指标优良的新型高介电常数陶瓷材料。     

低介电损耗AlN陶瓷及BN—AlN基陶瓷材料研究

首先利用化学工艺制备出烧结助剂Y2O3均匀混合的AlN粉体及BN均匀包覆AlN的复合粉体。利用无压烧结制备出AlN陶瓷及BN—AlN基复相陶瓷。通过对陶瓷显微结构、热性能及微波介电性能的研究发现,通过化学工艺,将BN包覆到AlN粉体表面,制备出显微结构均匀的AlN-20％BN（质量比）复相陶,其热导率为78．1w／m·K,在Ka波段介电常数为7．2、介电损耗最小值为13×10^-4通过材料化学工艺,将烧结助剂Y2O3均匀添加到AlN基体中,制备出热导率为154．2w／m·K,在Ka波段介电常数为8．5、介电损耗最小值为9．3×10^-4的AlN陶瓷材料。     

(Pb0.45Ca0.55){(Fe0.5Nb0.5)1-xSnx}O3微波陶瓷及独石介质滤波器的设计

研究了Sn改性(Pb0.45Ca0.55)(Fe0.5Nb0.5)O3微波介质陶瓷的微波介电性能,在此基础上以切比雪夫响应法设计制备出四腔独石型介质滤波器,并分析影响滤波器性能的因素。结果表明,添加Sn可改善(Pb0.45Ca0.55)(Fe0.5Nb0.5)O3陶瓷的介电性能,且能在1 150℃烧结出致密的陶瓷材料;当x(Sn)=0.1(摩尔分数)时,其介电常数rε=84.7,频率温度系数fτ=0.5,品质因数与频率之积Q×f=8 452 GHz。成功设计制备出中心频率1.075 GHz、插入损耗2.3 dB、驻波比为1.1的介质滤波器,该器件满足900~1200 MHz范围的通讯应用要求。     

空心球陶瓷粉填充PTFE基复合基板的制备及性能

为制备低介电常数低损耗微波复合介质基板材料,采用压延工艺,以空心球陶瓷粉为填料制备了聚四氟乙烯(PTFE)基复合基板,系统研究了空心陶瓷粉含量对PTFE基复合基板微观结构和综合性能的影响。结果表明,随空心球陶瓷粉含量的增加,PTFE基复合基板材料断面形貌出现空心球破碎的现象,相对密度逐渐降低,介电常数和介电损耗先降低后升高,吸水率逐渐升高,抗剥离强度呈现下降趋势。当空心球陶瓷粉质量分数为31.3%时,空心结构完整,PTFE基复合基板介质层的密度为1.302 g/cm~3;相对介电常数和介电损耗均最小,分别为1.9659和6.06×10~(-4);吸水率为0.2%,抗剥离强度为2.725 N/mm。     

MnCO3掺杂对BaTiO3-Nb2O5-CO3O4陶瓷性能的影响

为了提高BaTiO3-Nb2O5-Co3O4( BNC)陶瓷的介电常数,采用传统固相反应法制备了MnCO3掺杂的BNC陶瓷,研究了MnCO3掺杂量以及烧结温度对BNC陶瓷致密度及介电性能的影响.结果表明:MnCO3的掺杂提高了BNC陶瓷的介电常数,降低了介质损耗.当MnCO3掺杂量为摩尔分数0.5％时,BNC陶瓷相对介...     

低温烧结BaO-Nd2O3-TiO2陶瓷介质材料的研制

采用固相法制备了BaO-Nd2O3-TiO2( BNT)陶瓷,研究了Bi2O3-SiO2-ZnO-CaO( BSZC)玻璃添加量对所制BNT陶瓷介电性能的影响.结果表明:添加质量分数7％～9％的BSZC玻璃,可使BNT陶瓷在960℃下烧结致密,匹配10Pd/90Ag内电极,获得相对介电常数εr≈88,介质损耗tanδ=...     

NBT-KBT-NN无铅压电陶瓷性能研究

采用传统陶瓷的制备方法,制备出(1-x)Na0.44K0.06Bi0.5TiO3-xNaNbO3(x=0~0.10)的无铅压电陶瓷。X-射线衍射(XRD)分析表明,所研究的组成均形成纯钙钛矿(ABO3)型固溶体,其晶体结构则随NaNbO3含量的增加由三方转变为假立方结构,并最终转变为立方结构。陶瓷材料的介电常数-温度曲线显示该体系材料为弛豫型铁电体,随着NaNbO3的增加,材料的弛豫性增强;采用改进的居里-外斯定理可较好地描述材料的介电常数-温度关系。测试了不同组成陶瓷的压电性能,当NaNbO5含量为0.08 mol时,陶瓷的压电常数d33和平面机电耦合系数kp比基础组成略有下降,但其介电常数3Tε3/0ε和介质损耗tanδ则有较大程度的增加。     

玻璃-莫来石陶瓷复合材料基板的研究

以低介电常数的玻璃粉末和莫来石粉末为原料,制备了玻璃–莫来石陶瓷复合材料基板。研究了烧结温度和莫来石含量对复合材料的介电性能和抗弯强度的影响。结果表明,当莫来石质量分数为50%时,玻璃–陶瓷复合材料经1 000℃、2 h的烧结后,其相对介电常数er为4.6、介质损耗tgd 为0.008、抗弯强度s 为90 MPa。另外,该复合材料在200~600℃之间的热膨胀系数约为4.0×106℃1,与Si、GaAs等半导体材料的热膨胀系数相近,可望作为优质封装材料应用。     

多孔碳的制备及HMTA对其微波介电性能的影响

以糠醛(F)和间苯二酚(R)为碳源、六次甲基四胺(HMTA)为催化剂,叔丁醇(T)为溶剂,采用溶胶-凝胶和高温热解法制备多孔碳。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对所得样品的形貌和物相进行表征,利用矢量网络分析仪,在8.2~12.4 GHz频率范围对样品的微波介电性能进行测量。结果表明,热解碳产物具有类石墨结构。当R与H的比值为75时,在频率11.35 GHz,其介电损耗高达1.01。同时,对多孔碳产生介电损耗的机理进行了探讨。     

氧化铝对钙硼硅基板材料的改性

通过添加Al2O3改善了钙硼硅玻璃基板材料的失透现象,研究了Al2O3对钙硼硅材料的烧结性能、相组成、线膨胀系数和介电性能的影响。结果表明:试样的晶相均为CaB2O4、α-石英和CaSiO3,添加Al2O3不能改变晶相种类。当w(Al2O3)为9%时,基础玻璃由失透变为透明;线膨胀系数降低至10.5×10–6℃–1,tanδ低于1.1×10–3,Al2O3添加前后,试样的εr变化不大(10MHz)。     

不同形状特征的碳基复合材料吸波性能分析

基于短切碳纤维、碳纳米纤维、石墨烯及炭黑,分析研究碳基复合材料中吸收剂形状比对电磁特性,尤其是吸波性能的影响。采用矢量网络分析仪测试基于不同形状比吸收剂形成碳基复合材料的电磁参数,并且计算出样品理论反射损耗。结果发现,随着频率的增加,碳基复合材料的介电常数逐渐减小;碳纳米纤维样品厚度为2 mm,在8 GHz时反射损耗达到-8 d B;炭黑与石墨烯质量比为1∶1时,在0. 5~12. 8 GHz频段内损耗角正切tanδ随频率的增大而增大且样品厚度为2mm时,其在12~16. 2 GHz反射损耗小于-10 d B,且在12. 8 GHz时反射损耗达到-22. 5 d B。通过对不同形状比吸收剂形成碳基复合材料的电磁参数分析,发现具有一定长径比或较大比表面积的吸收剂复合有利于提升碳基复合材料的吸波性能。     

Gd掺杂BiFeO3薄膜的溶胶-凝胶法制备和电性能研究

利用溶胶-凝胶工艺在ITO/玻璃衬底上制备了Bi1-xGdxFeO3(x=0.00、0.05、0.10和0.15)薄膜.研究了Gd掺杂对薄膜的结构、形貌、漏电流性能和介电性能的影响.结果显示,未掺Gd和Gd掺杂为5％的样品为菱方结构,当Gd掺杂量达到10％和15％时,样品变为四方结构.掺10％Gd的薄膜样品表面光滑、平整,晶粒大小均匀.Gd的掺入大大降低了BiFeO3(BFO)薄膜的漏电流,其中掺Gd量为10％和15％的薄膜的漏电流几乎为零.在整个测试频率范围内,掺10％Gd的样品的介电常数较大且能保持恒定,同时其介电损耗最小.     

二次合成法制备(Pb_(1-x)Sr_x)TiO_3铁电陶瓷的性能

采用二次合成的方法,即第一次按陶瓷制备工艺分别合成PbTiO_3与SrTiO_3粉体,第二次将PbTiO_3与SrTiO_3粉体按所需比例混合,成功地制备了性能较好的(Pb_(1-x)Sr_x)TiO_3铁电陶瓷。测试表明,其介电特性较好,介电常数可达10~4量级,介电损耗可低于1.0%;其铁电效应普遍较强,室温附近饱和极化强度可超过10μC/cm~2,矫顽场强可低于100 kV/m,热释电系数达10~(-1)μC/cm~2K量级。     

(Na_(0.5)K_(0.5-x)Li_x)NbO_3高温无铅压电陶瓷性能研究

为降低成本,采用传统电子陶瓷工艺制备了(Na0.5K0.5–xLix)NbO3(x=0.057～0.066)无铅压电陶瓷。Li取代K可以明显提高样品的居里温度(tC),x=0.066时样品的tC高达510℃,比纯(Na0.5K0.5)NbO3陶瓷高70℃左右。x=0.064时样品的d33高达212pC/N,kp为45.7%。x=0.063～0.066时样品的tanδ均低于0.020。特别是,x=0.066的样品经450℃退火24h,d33仍高达125pC/N。实验表明,(Na0.500K0.434Li0.066)NbO3是高性能的高温无铅压电陶瓷。     

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。     

复合陶瓷颗粒/环氧模塑料的制备与性能

选用SiO_2、Al_2O_3、Si_3N_4三种陶瓷颗粒的复合填充环氧模塑料(EMC),研究了不同填料种类、含量对EMC导热系数、热膨胀系数(CTE)、介电常数等性能的影响随着填料百分含量的增加,EMC的热导率、介电常数也随之增加,而其热膨胀系数显著下降相同体积百分含量下,Al_2O_3、Si_3N_4复合体系EMC热导率和介电常数高于SiO_2、Si_3N_4复合体系,而其热膨胀系数比后者低。百分含量为60%时,前者热导率达到2．254 W(m·K)~(-1)、后者达到2．04w(m·K)~(-1)。百分含量为65%时,其CTE分别为1．493×10~(-5)K~(-1)、1．643×10~(-5)K~(-1),同时两体系复合材料的介电常数可以维持在较低水平     

玻璃–氧化硅复合基板材料的制备及性能

以低相对介电常数的硼硅酸盐玻璃粉末和氧化硅粉末为原料,制备了玻璃–氧化硅复合材料。研究了烧结温度和氧化硅含量对复合材料的电学性能和力学性能的影响。结果表明,当氧化硅质量分数为45%时,玻璃–氧化硅复合材料经840℃、2h的烧结后,其εr为3.8,tanδ为4×10–4,ρv为9.8×1011?·cm,抗弯强度σ为30MPa。另外,该复合材料在100~500℃之间的热膨胀系数为(8.0~10.0)×10–6℃–1。