SnO2掺杂对BMN陶瓷结构及介电性能的影响

采用固相烧结法制备Ba(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3+x(x=0~8)%SnO_2(BMSN,x为质量分数)微波介质陶瓷,并研究SnO_2掺杂对Ba(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3(BMN)微波介质陶瓷结构及介电性能的影响。XRD分析表明,陶瓷体系中存在两种相,主晶相Ba(Mg_(1/3)-Nb_(2/3))O_3和附加相Ba_5Nb_4O_(15)。随着x的增大,BMSN陶瓷体系的相结构逐渐由钙钛矿六方结构转变为立方结构,同时有序相逐渐由1∶2有序结构转变为1∶1有序结构。研究表明:添加适量的SnO_2可以促进液相烧结,当SnO_2掺杂质量分数为6%时,BMN陶瓷致密化烧结温度由纯相时的1 550℃以上降低至1 200℃,表观密度ρ=6.39g/cm3,相对理论密度为99.1%,此时BMSN陶瓷体系拥有优良的微波介电性能——高相对介电常数(ε_r=33.6),接近于零的谐振频率温度系数(τ_f=0.15×10~(-6)℃~(-1)),高品质因数与谐振频率的乘积(Q·f=112 300GHz(8GHz))。     

4NiO-B2O3-V2O5低温烧结微波介质陶瓷的烧结特性、相结构和微波介电性能研究

以分析纯的B_2O_3、V_2O_5和NiO为原料,采用传统的固相反应法制备了4NiO-B_2O_3-V_2O_5微波介质陶瓷。利用SEM、XRD和微波网络分析仪分别对材料的烧结行为、微观结构、相变特性和微波介电性能进行了系统的研究。结果表明,4NiO-B_2O_3-V_2O_5陶瓷为复相结构。当烧结温度由575℃升高至675℃时,样品的体积密度、品质因素(Q×f)和谐振频率温度系数(τ_f)值呈现出先增大后减小的趋势,ε_r一直减小。当烧结温度为650℃时,陶瓷具有最佳的微波介电性能:Q×f=19 692 GHz,ε_r=4.9,τ_f=-20×10~(-6)/℃。低的烧结温度、优异的微波介电性能表明4NiO-B_2O_3-V_2O_5陶瓷可以作为滤波器、谐振器等微波器件的备选材料。     

Fe2O3掺杂MgTiO3-CaTiO3微波陶瓷的介电性能研究

采用固相法制备0.93MgTiO3-0.07CaTiO3-xFe_2O_3(摩尔分数x=0.01~0.025)微波介质陶瓷材料,研究添加Fe_2O_3后,体系的晶体结构、显微结构和微波介电性能之间的变化规律。利用XRD、SEM、网络分析仪对样品的相组成、微观结构、介电性能进行测试分析。研究表明:该复合陶瓷样品的致密度、介电常数和Q·f值随Fe_2O_3含量的增加先增大后减小。当x(Fe_2O_3)为0.015,在1290℃烧结4h时,获得最优的介电性能:εr=21.32,Q·f=37448GHz,τf=0.577×10-6/℃。     

Mg4Nb2O9/CaTiO3复合陶瓷的微波介电性能

采用传统固相法制备Mg4Nb2O9/CaTiO3复合陶瓷,研究Li2CO3-V2O5(LV)共掺杂对其烧结特性、微观结构和微波介电性能的影响.实验结果表明:一定量的LV掺杂能够使Mg4Nb2O9/CaTiO3复合陶瓷的烧结温度降至1200℃;XRD和EDX综合分析表明,样品由(Mg4-xCax)Nb2O9/(Ca1-x...     

Al2O3掺杂对Ba4Sm9.33Ti18O54陶瓷显微结构和介电性能的影响

采用固相反应法制备了Ba4Sm9.33Ti18O54(简称BST)xwt%Al2O3(x=0~1.5)微波介质陶瓷.研究了掺杂Al2O3对BST陶瓷的显微结构和介电性能的影响.扫描电镜和能谱分析结果显示:未掺杂的BST陶瓷中有少量Sm2Ti2O7相,随着增加Al2O3掺入量,Sm2Ti2O7相消失,BST陶瓷中先后产生了BaTi4O9(x≥0.6)和BaAl2Ti5O14(x≥1.0)两种新相.介电性能测试结果表明Sm2Ti2O7相的消失以及少量BaTi4O9相的形成,能显著提高BST陶瓷的Qf值,但会降低陶瓷的介电常数.当Al2O3的掺入量从0.6wt%增加到1.0wt%时,BaTi4O9相的量逐渐增加,引起BST陶瓷的Qf值略微下降.BaAl2Ti5O14相的产生会同时降低BST陶瓷的介电常数和Qf值.掺入0.6wt%Al2O3的BST陶瓷在1340℃烧结3 h后具有最佳的介电性能:εr=74.7,Qf=10980 GHz,τf=–11.8×10-6/℃.     

ZBL低温助烧CaCu3Ti4O12高介电陶瓷的研究

采用固相合成CaCu_3Ti_4O_(12)(CCTO)微波介质陶瓷基体粉体,通过XRD衍射仪、SEM扫描电镜表征掺杂ZnO-B_2O_3-La_2O_3(ZBL)低软化点玻璃助烧剂的(CCTO)陶瓷的物相组成及结构特点,研究ZBL玻璃的掺杂量对CCTO样品烧结性能及微波介电性能的影响。研究表明:添加10%(质量分数)ZBL玻璃的CCTO陶瓷在960℃烧结3h,能够获得较好的介电性能:εr=112,tanδ=0.0027,τf=-2×10-6/℃。     

Ba置换改性(Ca1-xBax)[(Mg1/3Nb2/3)0.6Ti0.4]O3陶瓷结构与微波介电性能的研究

研究了Ba置换改性对Ca [(Mg1/3Nb2/3)0.6Ti0.4]O3陶瓷微观结构与介电性能的影响.通过XRD与SEM分析发现,当x=0.15,(Ca1-xBax) [(Mg1/3Nb2/3)0.6Ti0.4]O3形成了正交晶系钙钛矿结构的单相固溶体;当x=0.20～0.80时,改性陶瓷为正交与六方钙钛矿结构的两相复合固溶体;当x=0.85 时,所形成(Ca0.15Ba0.85) [(Mg1/3Nb2/3)0.6Ti0.4]O3陶瓷为六方钙钛矿结构的单相固溶体.(Ca1-xBax) [(Mg1/3Nb2/3)0.6Ti0.4]O3系陶瓷微波介电性能的变化与Ba在材料内部的分布状态密切相关,与基材CMNT陶瓷相比:当x=0.15时,陶瓷的介电常数提高,介电损耗降低,谐振频率温度系数向负方向移动:εr=55,Qf值=32000GHz(6.5GHz下),τf=-36.82ppm/℃;当x=0.20～0.80间变化时,(Ca1-xBax)[(Mg1/3Nb2/3)0.6Ti0.4]O3两相复合陶瓷的微波介电性能由于复合效应而表现出连续变化的规律:εr= 45～33 ,Qf值= 30500～40200GHz(6.3GHz～7.6GHz下),τf = -17.7～12.52ppm/℃;当x=0.85时,单相钙钛矿固溶体(Ca0.15Ba0.85) [(Mg1/3Nb2/3)0.6Ti0.4]O3获得良好的微波介电性能:εr=31,Qf值达到44000GHz(8.5GHz下),τf=10.81ppm/℃.     

Eu_2O_3掺杂量及烧结温度对氧化铝基微波陶瓷性能的影响

选用MgO-CuO-TiO_2-Eu_2O_3添加剂作为氧化铝陶瓷的烧结助剂,在空气气氛下经过常压烧结制备Al_2O_3陶瓷。采用XRD,SEM及EDS等方法研究Eu_2O_3掺杂量以及烧结温度对Al_2O_3基微波陶瓷样品物相组成,微观结构和介电性能的影响。结果表明:添加Eu_2O_3的Al_2O_3陶瓷中,均存在Al2Eu2O9次晶相,且随着Eu_2O_3含量的增加,Al2Eu2O9相增加;随着Eu_2O_3添加量的增加,Al_2O_3陶瓷试样致密度先增加后降低;随着烧结温度的增加,Al_2O_3陶瓷的介电常数和品质因数Q·f值先增加后降低。烧结温度为1450℃,Eu_2O_3添加量为0.25%(质量分数)时,烧结体的相对密度达到最大值98.21%,且Al_2O_3陶瓷的介电性能较好:介电常数为10.05,品质因数Q·f为37984GHz。     

Bi2O3掺杂对Mg4Nb2O9陶瓷的微结构及微波介电性能的影响

采用固相反应法制备了Mg4Nb2O9基微波介质陶瓷,研究了Bi2O3掺杂对Mg4Nb2O9陶瓷烧结行为、相结构、显微结构及微波介电性能的影响。实验结果表明:Mg4Nb2O9陶瓷烧结温度随Bi2O3掺杂量的增加而减小,添加2.0wt%Bi2O3,烧结温度从1350℃降低至1175℃;随Bi2O3添加量从0.0wt%增大到3.0wt%,最强峰(104)晶面间距d值由2.756nm增大至2.769nm;Mg4Nb2O9陶瓷的微波介电性能随Bi2O3掺杂量增加而变化;掺杂2.0wt%Bi2O3的Mg4Nb2O9陶瓷在1175℃保温2小时烧结,获得亚微米级陶瓷,且具有最佳的微波介电性能,εr为12.58,Q×f为71949.74GHz。     

(1-x)Ca0.61 La0.26 TiO3-xLa(Mg0.5 Ti0.5)O3陶瓷的微波烧结及微波介电性能研究

采用微波烧结制备(1-x)Ca_(0.61)La_(0.26)TiO_3-xLa(Mg_(0.5)Ti_(0.5))O_3[x=0.35～0.60,(1-x)CLT-xLMT]微波介质陶瓷,研究烧结工艺和成分配比对其物相组成、显微结构和微波介电性能的影响。结果表明,与常规烧结相比,(1-x)CLT-xLMT陶瓷的微波烧结温度低100℃,烧结时间缩短5/6;(1-x)CLT-xLMT陶瓷均形成了钙钛矿结构,随着x的增大其介电常数ε呈下降的趋势,Qf值则先增大至28 038 GHz后降至6 940 GHz,谐振频率温度系数τ_f不断减小。当x=0.40时其综合微波介电性能较佳:ε=47、Qf=19 257 GHz、τ_f=7.9×10~(-6)/℃,(1 575℃,30 min)。可应用于移动通讯领域。     

B_2O_3-La_2O_3-ZnO系统的分相析晶及其控制

采用 TEM、SEM、DTA 和 X 射线衍射等手段研究了 B_2O_3-La_2O_3-ZnO(简称 BLZ)系统玻璃的分相、析晶及其控制。研究指出,BLZ 系玻璃在高硼区有很强的分相倾向易导致析晶。通过引入 BaO 可抑制该系统玻璃的分相倾向,其引入量与 BLZ 系玻璃的组成有关。除此,还研究了 BLZ 系玻璃的析晶与热历史的关系。     

纳米TiO_2在Al_2O_3涂层中的特征及作用机理

通过扫描电镜、能谱仪、X 射线衍射仪分析纳米TiO_2在陶瓷材料与NiCoCrAl黏结层激光重熔等离子喷涂结合界面的扩散现象,并对纳米TiO_2在陶瓷涂层中的作用机理进行探讨.结果表明:激光重熔过程中,纳米TiO_2充当了陶瓷材料增韧介质与导热介质的角色,在起到微裂纹增韧陶瓷材料作用的同时,将激光高能束产生的热量均匀传递给周围Al_2O_3,并由于自身的熔化而起到黏结相的作用,使陶瓷涂层更加均匀致密;陶瓷材料中的纳米TiO_2明显向界面结合侧扩散偏聚并发生化学反应,实现陶瓷涂层与黏结层材料的化学结合.     

采用Fe－Al－Mn－O系热敏材料的温度报警铠装热敏电缆的研制

采用Ｆｅ－Ａｌ－Ｍｎ－Ｏ系热敏材料制备了用于大面积温度监测的铠装热敏电缆。其结构为：最外层为铠装金属管，金属管内为半导体的热敏材料，两根平行于金属管的电极丝埋在热敏材料中。所制得的铠装热敏电缆元件（每根６米长）在１００℃～３５０℃时的电阻值在１０￣１～１０￣５Ω范围内，材料常数Ｂ在４０００～６０００Ｋ，能够满足实用要求。该铠装热敏电缆具有良好的稳定性。在７２０ｈ３５０℃老化中，每隔７２ｈ测得的电阻值的最大变化为３．０％；在１００℃～３５０℃热循环中，电阻值变化在０．１～７．９％范围，对应的温度测量偏差为０．１～３．１℃。还对铠装热敏电缆沿长度方向的均匀性问题进行了探讨。     

液相包裹法制备Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3-CoFe_2O_4磁电耦合材料

以无机盐Nb2O5、Mg(NO3)2、Pb(NO3)4、Co(NO3)2、Fe2(NO3)3为原料,柠檬酸和EDTA为络合剂,分别制备了Nb5+、Mg2+、Pb2+、Co2+、Fe3+等离子的络合溶液。采用络合法制备了铌酸镁-铁酸钴先驱体(MgNb2O6-CoFe2O4,简称MN-CFO)。此先驱体在1000℃煅烧1h后,得到纯净的MgNb2O6-CoFe2O4固溶体。采用液相包裹法制备了铌镁酸铅-铁酸钴(Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-CoFe2O4)先驱体,在1000℃煅烧1h,Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-CoFe2O4先驱体分解为具有铁电相Pb(Mg1/3Nb2/3)O3和铁磁相CoFe2O4的复相组织。研究了10%过量的PbO对煅烧过程中烧绿石相向铁电相的转变作用,并在700℃煅烧5h条件下制备了不含烧绿石相的Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-CoFe2O4固溶体。     

多孔Al_2O_3陶瓷/Al_2O_3超微粉/环氧树脂新型复合材料的性能研究

以孔隙规则排列的Al2O3多孔陶瓷为骨架,制备了多孔Al2O3陶瓷/Al2O3超微粉/环氧树脂新型复合材料。研究了三维连通陶瓷骨架对复合材料力学性能和高温尺寸稳定性的影响。研究结果表明,新型复合材料具有更优越的室温和高温力学性能。当陶瓷骨架含量为16.8%时,其室温的抗弯强度、抗弯模量、抗压强度和抗压模量分别为115.5MPa、3.6GPa、170.2MPa、2.4GPa。在120℃压缩时,其抗压强度、抗压模量分别为47.8MPa、0.9GPa。新型复合材料具有良好的高温尺寸稳定性,在180℃尚未发现变形。     

新型Al_2O_3/BCB多层薄膜复合介质材料的传输线损耗特性

本文结合功能材料Al2O3和BCB(苯并环丁烯树脂)的特点,创新性地提出了Si/Al2O3/BCB多层薄膜复合结构的衬底,利用Al2O3高介电常数的优点和BCB薄膜工艺制备厚度的灵活性实现了低传输损耗。本研究采用与CMOS相兼容的半导体制造工艺在三种不同衬底(Si、Si/BCB和Si/Al2O3/BCB)上制作了CPW结构的传输线,通过仿真、测量、比较和分析其传输损耗特性得出Si/Al2O3/BCB多层薄膜复合结构衬底有效地降低了普通硅衬底的高频损耗(20GHz时CPW传输线的损耗为1.18dB/mm),实现了微波毫米波电路低损耗传输线,具有广泛的应用前景。     

Al_2O_3/含铈中锰钢界面CeAlO_3生长动力学

本文在理论分析和界面结构研究的基础上,在Al_2O_3/含铈中锰钢系建立了界面反应产物CeAlO_3层的生长模型,得出CeAlO_3层厚度S与时间t的关系遵循抛物线规律。实验结果与理论模型和规律相一致。     

Li_2O-B_2O_3-V_2O_5系玻璃的结构

本文用 Raman 光谱和声学方法研究了 Li_2O-B_2O_3-V_2O_5系玻璃的结构。结果表明:V_2O_5主要以 LiVO_3即[VO_3]_n~(?)形式存在,而 B_2O_3则与 Li_2O 结合生成一系列硼酸盐。     

Li_2O-B_2O_3-V_2O_5 系玻璃的形成、结构与离子导电性

本工作确定了 Li_2O-B_2O_3-V_2O_5系玻璃的形成区,测量了玻璃的电导率、光吸收、ESR 和 Raman 谱、密度及超声速。结果表明:所研究玻璃的电导主要是离子性的;V_2O_5与 B_2O_3对于形成 Li~+导电玻璃是有利的;玻璃中主要结构单元为[VO_3]_n~(n-)和一些硼酸盐基团。得到了300℃时电导率为2.5×10~(-3)(Ω·cm)~(-1)的玻璃。