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/℃。     

(Sr_(1-x)Ba_x)La_4Ti_4O_(15)微波介质陶瓷的显微结构及介电性能

采用传统的固相反应法制备(Sr1-xBax)La4Ti4O15(x=0~1,BSLT)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,Ba2+含量的增加降低了BSLT陶瓷的烧结温度,陶瓷的主晶相为(Sr,Ba)La4Ti4O15,并伴随有第二相La2TiO5的生成。在微波频率下,随Ba2+含量的增加,BSLT陶瓷的微波介电常数εr及品质因数与频率之积Q×f值先增大后减小,谐振频率温度系数τf为(-4~-11)×10-6/℃,优化出(Sr0.9Ba0.1)La4Ti4O15陶瓷具有最佳微波介电性能:εr=47.5,Q×f=31 582GHz,τf=-7.5×10-6/℃。     

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。     

Ca[(Li_(1/3)Nb_(2/3))_(0.95)Zr_(0.15-x)Ti_x]O_(3+δ)陶瓷的微波介电性能

研究了Zr和Ti复合取代Ca[(Li1/3Nb2/3)0.95Zr0.15-xTix]O3+δ(0≤x≤0.15,CLNZT)陶瓷B位对其晶体结构及微波介电性能的影响,并分析了谐振频率温度系数τf随容忍因子t的变化关系。当0≤x≤0.15时,CLNZT陶瓷为单一斜方钙钛矿相,随x的增加,τf由–9.4×10–6/℃变为–15.8×10–6/℃,而品质因数与谐振频率乘积Q·f值先增大,x=0.10时又开始下降。当x=0.10时,陶瓷具有较好的微波介电性能:εr为32.8,Q·f值为1.66×104GHz,τf为–13.6×10–6/℃。     

CaWO_4-Li_2WO_4陶瓷低温烧结特性及微波性能研究

采用固相反应法制备了(1-x)CaWO4-xLi2WO4(0≤x≤0.14)微波陶瓷,研究了Li2WO4作为第二相对CaWO4微波陶瓷的低温烧结特性和微波性能的影响。结果表明,Li2WO4相的存在能明显降低CaWO4的烧结温度,并且随着x的增加,(1-x)CaWO4-xLi2WO4(0≤x≤0.14)陶瓷体系的最佳烧结温度降低。当x=0.1,在900℃下烧结2h,该陶瓷材料的介电常数εr=9.002,品质因数与频率之积Q×f=11.76×104 GHz,谐振频率温度系数τf=-55×10-6/℃。在此基础上采用w(CaTiO3)=5.0%调节其谐振频率温度系数到0,调节后的微波介电性能为εr=10.312,Q×f=5.36×104 GHz,τf约为0     

低温烧结(1–x)Ba_3(VO_4)_(2-x)Li_2WO_4微波介质陶瓷的研究

为了获得低温烧结的陶瓷材料,用固相反应制备了(1–x)Ba3(VO4)2-x Li2WO4(0.05≤x≤0.20)微波介质陶瓷。实验结果表明:随着添加剂Li2WO4的增加,复合陶瓷的相对体密度、相对介电常数εr和品质因数Q·f都呈现出先增加随后又降低的趋势,而谐振频率温度系数τf呈线性降低。添加了摩尔分数0.15Li2WO4的微波介质陶瓷在850℃烧结2 h达到约96.8%的致密度,并获得最佳的微波介电性能:εr=13.7,Q·f=97000 GHz,τf=1.8×10–6/℃。     

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/℃。     

Nd3+、Li1+对CaTiO3微波介电性能的影响

研究了Nd3 、Li1 取代对CaTiO3微波介电性能的影响。以x=0.39的Ca1-xNd2x/3TiO3(CNT)为典型材料,在1 300~1 380℃烧结制备CNT。在1 350℃烧结4 h,可制备出介电常数rε=109.24,品质因数与频率之积Qf=8 650 GHz,谐振频率温度系数τf= 243×10-6/℃的CNT(x=0.39)微波陶瓷。对于(1-y)Ca1-xNd2x/3TiO3-yLi1/2Nd1/2TiO3(CNLNT),采用一步预合成法在1 200~1 380℃烧结制备CNLNT(x=0.39,y=0.49)微波陶瓷。随着烧结温度的提高,CNLNT(x=0.39,y=0.49)陶瓷的rε下降,τf略有下降。当烧结温度超过1 300℃时,Qf值下降。在1 300℃烧结4 h,rε=104,Qf=3 440 GHz,τf= 9×10-6/℃。     

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。     

Li2O-B2O3复合掺杂对BaAl2Si2O8陶瓷结构与介电性能的影响

采用传统固相反应工艺,按质量分数合成BaO-Al2O3-SiO2-5%(xLi2O-yB2O3)(x=0. 2~0. 6,y=0. 8~0. 4)陶瓷。研究xL-yB烧结助剂对BAS系微波介质陶瓷的结构和介电性能的影响。通过Clausius-Mossotti公式计算讨论了BAS理论与实验介电常数的差异。研究结果表明:xL-yB烧结助剂中Li+进入钡长石Ba2+位,并产生了O2-空位,促进BAS六方相向单斜相转变。添加适当比例的xL-yB烧结助剂后,BAS陶瓷的烧结温度从1400℃降低到925℃,同时BAS陶瓷样品密度、品质因数(Q×f)值以及谐振频率温度系数(τf)得到改善。当烧结助剂为0. 5L-0. 5B,烧结温度为925℃时,可获得综合性能相对较好的BAS陶瓷,其介电性能:εr=6. 74,Q×f=26670 GHz,τf=-21. 09×10-6℃-1。     

（Zn1-xMgx）2SiO4基微波陶瓷的介电性能研究

对(Zn1-xMgx)2SiO4系统的微观结构和微波介电性能进行了研究。通过Mg取代硅锌矿Zn2SiO4中的Zn,用溶胶-凝胶法制得单一晶相的(Zn1-xMgx)2SiO4固溶体微波陶瓷。当Mg取代量超过其在硅锌矿Zn2SiO4中的最大溶解度时,分解为Zn2SiO4相和Mg2SiO4晶相;同时,通过调整x值(x=0.1~0.4,摩尔分数)可获得介电性能优良的微波瓷料。当x=0.2时,在1 170℃烧结,其微波介电性能为:介电常数rε=6.34,品质因数与频率之积Q×f=189 800 GHz(在f=15 GHz下测试的数据),谐振频率温度系数τf≈-62×10-6/℃。     

BaSnO3纳米粉改性Ba(Mg1/3Ta2/3)O3介质陶瓷的研究

以BaSnO3纳米粉体作为添加剂制备(1-x)B a(M g1/3T a2/3)O3-xB aSnO3陶瓷,并与以SnO2为起始原料直接合成的BM T-BS陶瓷作了对比研究。当x(Sn)=12%时,两种工艺在1 500°C保温4 h均能使材料烧结致密。不同的工艺对材料介电常数(rε)和谐振频率温度系数(fτ)的影响没有明显差异,但掺杂B aSnO3纳米粉体的试样具有明显较高的品质因数(Q),该材料的微波介电性能为:rε=24.6,fτ≈0.8×1-0 6/°C,Q×f≈2.24×105GH z。     

MnCO3掺杂对BMT陶瓷介电性能的影响

采用传统电子陶瓷工艺合成了MnCO3掺杂的Ba(Mg1/3Ta2/3)O3(BMT)微波介质陶瓷,并研究了MnCO3掺杂量对陶瓷微波介电性能的影响.实验结果发现,添加少量的MnCO3能改善BMT陶瓷的烧结性能,当w(MnCO3)=2%时,陶瓷致密化烧结温度由纯相时的1 650℃以上降至1 350℃,且表观密度提高到7.482 g/cm3以上,烧结体密度可达理论密度的98%,材料的微波性能达到最佳值:介电常数εr=25.09,品质因数与频率之积Q·f=99 000 GHz(8 GHz),谐振频率温度系数τf=0.5×10-6/℃.     

r(Nd)/r(Bi)对Ba0.75Sr0.25(NdxBi1-x)2Ti4O12微波陶瓷性能的影响

BaR2Ti4O12(R为稀土元素)系固溶体有很好的微波介电性能,尤其是Nd系材料有很高的介电常数(εr)和高品质因数(Q×f),该文研究了不同Nd/Bi比对Ba0.75Sr0.25(NdxBi1-x)2Ti4O12微波介质陶瓷结构性能的影响。当x=0.75时,即摩尔比x∶(1-x)=3∶1时(缩写为B13)有很好的介电性能:εr=118.5,Q×f=4 607(f=2.8GHz),谐振频率温度系数τf=-1.3×10-6℃-1。对不同Nd/Bi比的样品在1 250℃到1 400℃烧结3h后的陶瓷进行XRD分析后发现,陶瓷主相为BaNd2Ti4O12,有少量第二相Ba2Ti9O20。对Bi含量逐渐增加的陶瓷样品进行微观分析可知,Bi有助于致密度的提高和晶粒的增长,随着Nd/Bi比的减小,εr慢慢增大,τf渐渐趋向于0并向负方向移动,但同时降低了Q×f值。     

CaTiO3对Mg2B2O5微波介质陶瓷掺杂改性的研究

采用传统固相反应法制备CaTiO_3掺杂Mg2B2O5微波介电陶瓷。使用X线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和微波介电性能测试等手段,研究了CaTiO_3掺杂对样品微观结构和微波介电性能的影响。结果表明,Mg_2B_2O_5相和CaTiO_3相二者能够共存,随着CaTiO_3掺杂量的增加介电常数和谐振频率温度系数会增大,而品质因数会有所下降。当CaTiO_3的质量分数为5%时,样品在1 085℃烧结4h后获得了最佳微波介电性能,即介电常数εr=7.03,品质因数Q×f=42 221GHz,谐振频率温度系数τf=-2.8×10~(-6)℃-1。     

BCB的制备及其对BNBW陶瓷微波性能的影响

在不同条件下采用固相反应法合成BaCu(B2O5)(BCB)粉体,研究了所合成的BCB粉体对Ba5Nb4O15-BaWO4(BNBW)陶瓷的微波介电性能的影响。结果表明,采用无水乙醇作为球磨介质,在800℃煅烧可以得到无杂相的BCB。将BCB作为助烧剂,添加少量于BNBW陶瓷中,在950℃烧结时可有效促进陶瓷致密化。随着BCB的掺量增加,BNBW陶瓷的介电常数εr和谐振频率温度系数τf单调降低,而品质因数与频率之积Q×f值先上升后下降。当w(BCB)=1%时,BNBW陶瓷得到较好微波性能:εr=19.0,Q×f=33 802GHz,τf=2.5×10-6/℃。     

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/℃。     

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。     

(1-x)ZnWO4-xTiO2陶瓷的微波介电性能研究

用固相反应法在1150℃烧结2h得到了致密的(1-x)ZnWO4-xTiO2 (0.1≤x≤0.8)系列微波介质陶瓷,对陶瓷的相组成、显微结构及微波介电性能进行了研究.结果表明:在(1-x)ZnWO4-xTiO2 (0.3≤x≤0.5)陶瓷样品中存在ZnWO4、TiO2及Zn2TiO4三相,当Zn2TiO4相的量较多时,样品的微波介电性能较好.随着TiO2的含量增加,(1-x) ZnWO4-xTiO2陶瓷的εr及τf值单调递增,而Q·f值则先上升后下降.当x=0.4时,(1-x)ZnWO4-xTiO2陶瓷样品的微波介电性能为:εr=26.56、Q·f=42 278 GHz及τf =61.37× 10-6/℃.它是一种具有中等介电常数,中低烧结温度且性能优良的微波介质陶瓷新体系.     

CTLA陶瓷微波介电性能及烧结特性研究

采用固相反应法制备了0.65CaTiO3-0.35LaAlO3(CTLA)陶瓷,研究了CTLA陶瓷的物相组成、烧结特性及微波介电特性。结果表明,CTLA陶瓷只含有Ca0.65La0.35Al0.35Ti0.65O3主晶相,不存在第二相。烧结温度在1 380～1 450℃间,陶瓷的微波介电性能最佳,介电常数εr=44.5,频率温度系数τf≈0,品质因数与频率之积Q×f≈43 948GHz。当w(Nb2O5)=10%时能使陶瓷致密化烧结温度降到1 300℃,但微波性能变差,εr=38.3,τf=-2.8×10-6/℃,Q×f=13 260GHz。