富钛BaO-TiO2（Ti／Ba=4-4．5）系微波介质陶瓷

采用固相反应法制备了富钛BaTi4＋xO9＋2x（x=0．0-0．50）微波介质陶瓷，探讨了TiO2含量以及烧结温度对物相组成和介电性能的影响。在1300～1350℃烧结BaTi4＋xO9＋2x陶瓷即可达到约98％的相对密度。当x≤0．28时，BaTi4＋xO9＋2x陶瓷为BaTi4O9单相。随TiO2含量的增加，BaTi4＋xO9＋2x陶瓷从BaTi4O9单相逐渐转变成以BaTi4O9为主相，同时出现TiO2和Ba2Ti9O20相，并且随烧结温度提高，TiO2含量较多的试样中出现更多的Ba2Ti9O20相。随TiO2含量的增加介电常数逐渐增大，而Qf值呈下降趋势。Qf值从x=0．0时的约40000GHz逐渐降低至x=0．50时的15000GHz。     

掺杂FeVO4低温烧结ZnO-Nb2O5-TiO2微波介质陶瓷

研究了FeVO4对ZnO-Nb2O5-TiO2微波介质陶瓷的烧结特性、介电性能、相组成和微观结构的影响.研究表明添加3 ω/%～10ω/%FeVO4可使烧结温度从1200℃降低到960℃,XRD与EDS分析表明FeVO4固溶入主晶相ZnTiNb2O8,导致晶格畸变,缺陷增加,促进传质,在液相和固溶体协同作用下降低烧结温度;随FeVO4添加量的增加,Zn0.15Nb0.3Ti0.55O2相和TiO2相含量增大,介电常数εr基本不变,Q·f值由于晶体缺陷增多和晶粒尺寸不均而下降;FeVO4添加量为4 ω/%的ZnO-Nb2O5-TiO2陶瓷可在940 ℃,2 h条件下致密烧结,微波介电性能为εr=40,Q·f=10 200 GHz(3GHz),τf=-9×10-6/℃,可用于制备各种多层微波频率器件.     

LnNbO_4(Ln=Ce)陶瓷的微波介电性能

以轻稀土元素铈(Ce)替代A位离子,研究了铌酸铈陶瓷LnNbO_4(Ln代表La至Lu包含Y的稀土元素)的制备工艺、显微结构与介电性能.由于加热制度的不同,材料结构可在CeNbO_(4+0.25) 与CeNbO_4变化,多余的氧原子占据间隙位置而形成了Ce原子的8+2配位体结构,并因此造成介电性能的变化.     

Ca1-3xLn2xTiO3（x=0．13，0．2；Ln=La，Nd，Sm）高介微波介质陶瓷

探讨了烧结温度、组成和稀土元素对Ca1-3xLn2xTiO3（x=0．13，0．2；Ln=La，Nd，Sm）陶瓷的晶体结构、微波介电性能的影响。X射线衍射（XRD）分析表明，除Ca1-3xLn2xTiO3（x=0．2；Ln=Sm）陶瓷中含有少量的第二相（Sm2Ti2O7）外，其余Ca1-3xLn2xTiO3（x=0．13，0．2；Ln=La，Nd，Sm）陶瓷均形成了单一正交钙钛矿相。x=0．13的样品微波介电性能明显优于相应的x=0．2的样品。部分Ca1-3xLn2xTiO3（x=0．13，0．2；Ln=La，Nd，Sm）陶瓷微波介电性能如下：ε=119．6、Qf=10674GHz、τf=304．4×10^-6/℃（x=0．13、Ln=La）；ε=108．9、Qf=14919GHz、τf=236．2×10^-6／℃（x=0．13、Ln=Nd）；ε=101．3、Qf=14485GHz、τf=186．6×10^-6／℃（x=0．13、Ln=Sm）。     

添加玻璃料对BaSm_2Ti_4O_(12)微波介质陶瓷烧结行为和介电性能的影响

利用固相法制备BaSm_2Ti_4O_(12)(BST)微波介质陶瓷.研究了复合添加Li_2CO_3-B_2O_3-SiO_2-CaO-Al_2O_3(LBSCA)和BaO-B_2O_3-SiO_2(BBS) 玻璃料对BaSm_2Ti_4O_(12)微波介质陶瓷的烧结性能、介电性能、相组成和微观结构的影响.研究表明:复合掺杂10% LBSCA和2%～5% BBS可使烧结温度降至900 ℃.XRD分析表明复合掺杂两种玻璃料的BST陶瓷主晶相为BaSm_2Ti_4O_(12)相,玻璃料以玻璃相的形式存在陶瓷晶粒间.复合掺杂10% LBSCA+3%BBS玻璃料的BST陶瓷可在900 ℃、保温2 h条件下烧结致密,微波介电性能为:ε_r =55.63,Q_f = 4266 GHz,τ_f= -13.5×10~(-6)℃~(-1),这种陶瓷材料有望与纯Ag电极共烧,制作各种多层微波频率元器件.     

Bi3+离子取代对Ba6-3xLn8+2xTi18O54陶瓷结构与微波介电性能的影响

研究了Bi3+取代Ln3+对Ba6-3xLn8+2XTi18O54(LnSm,Nd)固溶体陶瓷的结构与微波介电性能的影响规律.对于Ba4[(Sm1-yNdy)1-zBiz]9 33Ti18O54,Bi3+取代对晶粒生长有促进作用,且使介电常数提高,但使Q·f值降低.xRD分析表明,对于y=0.2,当Bi3+的取代量z≤0.06时,材料保持类钙钛矿钨青铜单相结构,而当取代量较多时,类钙钛矿结构失稳,转变为(BiSm)2TiO7第二相,而对于y=0.7,则在Bi取代量达0.20时仍能保持单相钨青铜结构.且当z=0.10时,可获得优化的介电性能为ε=90.2,Q·f=9090GHz,τf=8.7×10-6/℃.     

Mn掺杂BaTi4O9微波介质陶瓷的远红外光谱研究

研究了So1-Gel法制备的Mn掺杂BaTi4O9微波介质陶瓷的远红外光谱.随着掺杂量的增大,弱反射峰从364cm-1位移到381cm-1,296cm-1处的反射峰有加强的趋势.由远红外反射谱的Kramers-Kronig变换得到了BaTi4O9复介电常数实部与虚部的色散曲线.随着掺杂量的增大,Ti4+含量的逐步增大,直接导致Ti-O-Ti在剪切振动250cm-1～300cm-1区间内的1个肩峰增强,该区间内的反常色散有所减弱;500cm-1附近的Ti-O八面体内Ti-O-Ti的伸缩振动模明显增强.     

低温烧结ZnO-TiO2陶瓷的结构与微波介电性能

研究了CuO-V2O5-Bi2O3(CVB)低熔化合物对ZnO-TiO2二元体系相关系和介电性能的影响规律.发现少量CVB添加剂可有效降低ZnO-TiO2陶瓷的烧结温度;烧结温度对相稳定性和介电性能影响显著,当CVB的添加量为2%(质量分数)时,可使烧结温度降至850℃,并具有优异的微波介电性能,其ε=30.5,Q×f32 000GHz,τf=10×10-6/℃;增加CVB的加入量对介电常数影响不大,但使Q×f值显著降低,而进一步提高烧结温度则会使介电常数和谐振频率温度系数显著提高,而品质因数下降.     

低温烧结制备BaO-Nb2O5系微波介质陶瓷及性能研究

通过控制原料配比及添加不同成分的添加剂,在较低温度下采用固相烧结法合成了BaO-Nb2O5系微波介质陶瓷。通过改变原料配比及添加B2O3、CuO等添加剂,该类陶瓷的烧结温度可降至850℃左右。改变粉料的预烧温度也使得微波介质陶瓷的最终性能有一定的改变。结果表明,BaO:Nb2O5(摩尔比)为2.42:1的粉体经过1000℃预烧后,添加一定量的添加剂可在875℃下烧成,并具有如下微波介电性能:εr为41.23,Q×f为21500GHz,τf为6.2×10-6℃-1;实验证明该类陶瓷满足低温共烧陶瓷(LTCC)的工艺要求并可以与银电极共烧。     

新型低介低损耗BaTiSi2O7微波介质陶瓷研究

BaTiSi2O7具有独特的TiO5四方单锥,有利于抑制离子极化弛豫引起的介电损耗。采用传统氧化物混合法制备了BaTiSi2O7陶瓷。X射线衍射和Raman散射光谱分析表明,该陶瓷具有纯BaTiSi2O7相,其结构中含有TiO5四方单锥结构。同时,高频电学分析表明,随着烧结温度的增加,其相对介电常数在0.1kHz～1GHz频率范围内为8～10,介电损耗在10-4左右,有望作为低损耗微波介质材料。     

低温烧结Zn(Nb0.9V0.1)2O6微波介质陶瓷的结构与性能

对低温烧结Zn(Nb0.9V0.1)2O6微波介质陶瓷进行了研究,讨论了V离子取代Nb离子进入铌酸锌晶格后对材料结构与微波性能的影响以及V5+取代后材料结构与性能之间的关系.实验结果表明少量V5+取代Nb5+后材料的烧结温度可从未取代时的1150℃显著降至取代后的950℃;V离子进入铌酸锌晶格,材料晶体结构仍为铌铁矿结构;低温烧结后ZnNb0.9(V0.1)2O6微波介质材料具有圆柱状微结构和部分玻璃相物质;Zn(Nb0.9V0.1)2O6微波介质材料950℃烧结后具有最佳微波介电性能(介电常数为25,Q×f值为29 500GHz,谐振频率温度系数为-44×10-6/℃).     

Bi掺杂对Ba_(6-3x)La_(8+2x)(Ti_(0.95)Zr_(0.05))_(18)O_(54)(x=2/3)陶瓷的烧结性能和介电性能的影响

采用传统固相反应法制备Ba6-3x(La1-mBim)8+2x(Ti0.95Zr0.05)18O54(x=2/3)微波介质陶瓷,研究Bi掺杂对Ba6-3xLa8+2x(Ti0.95Zr0.05)18O54(x=2/3)陶瓷的烧结性能、微观结构以及介电性能的影响。结果表明:当0m0.4时,Bi3+取代A1位的La3+生成单相类钨青铜型固溶体;当Bi3+的掺杂量超过这个范围时,La0.176Bi0.824O1.5作为第二相出现在固溶体中;Bi3+的掺入使Ba6-3xLa8+2x(Ti0.95Zr0.05)18O54(x=2/3)陶瓷的烧结温度从1400℃降低到1300℃,同时,其介电常数大幅度提高,谐振频率温度系数减小,但品质因数急剧减小;当m=0.05时,1350℃下保温2h烧结获得的陶瓷具有微波介电性能,εr=88.63,Q·f=4395GHz,τf=6.25×10-6/℃。     

掺杂CuO-TiO2凝胶的Al2O3微波介质陶瓷低温烧结

研究了掺Cu/Ti凝胶的氧化铝胶凝体特性、烧结行为以及微波介电性能.研究发现随着Cu/Ti比的增加,系统成胶凝体条件苛刻,易出现沉淀现象;在(C4H9O)4Ti,(CH3COO)2Cu的乙醇混合溶液中添加Al2O3粉料,Cu/Ti在氧化铝表面形成均质的胶状体;氧化铝的胶状体在750℃热处理后,CuO和TiO2结晶完全,形成Al2O3-CuO-TiO2混合体系,温度升高到1 050℃左右,生成CuO-TiO2低熔点化合物,促使氧化铝烧结温度降至1 360℃以下,剩余的TiO2弥散在氧化铝的晶粒间;以Cu/Ti=0.510的氧化铝胶凝体的综合性能最佳,在1 360℃烧结4 h,其微波介电性能为εr≈10.92,Q×f=30 540 GHz,τf=-5.6×10-6/℃.     

片式多层微波器件用Ca[(Li0.33Nb0.67)0.8Ti0.2]O3-δ微波介质陶瓷的制备

研究了烧结助剂Bi2O3对添加锌硼硅玻璃的Ca[(Li0.33Nb0.67)0.8Ti0.2]O3-δ陶瓷烧结特性、微观结构和介电性能的影响,分析了该陶瓷与银电极的共烧行为.结果表明随着Bi2O3添加量增加,陶瓷体气孔含量减少,体密度和介电常数εr增加,而品质因数Q×f值下降,频率温度系数τf由正值变为负值.添加7.5%(质量分数)锌硼硅玻璃和3.0%(质量分数)Bi2O3的陶瓷样品在900℃烧结,其介电性能εr=36.73,Q×f=10 396GHz(336GHz),τf=-3.27×10-6/℃.陶瓷与银电极共烧界面结合状况良好,无明显扩散.该材料可用于制造片式多层微波器件.     

烧结温度对CaCu3Ti4O12陶瓷C波段介电性能的影响

采用固相反应法制备了CaCu3Ti4O12(CCTO)陶瓷,研究了烧结温度对CCTO晶相、微观形貌、致密度以及在C波段(3.95～5.85 GHz)的介电性能的影响。结果表明,在1040℃烧结的试样除了含有CCTO,还存在部分没有反应的TiO2。随着烧结温度的升高,TiO2逐渐消失。与1040℃和1060℃烧结的试样相比,在1080℃烧结的试样晶粒尺寸较大且粒径较均匀,而在1100℃烧结的试样有明显的熔化现象。试样的密度随烧结温度的升高而增加,在1080℃时达到最大值。在1040～1080℃烧结的试样,其介电常数随着烧结温度的升高而增加,而在1100℃烧结的试样的介电常数反而有所降低。不同烧结温度下的CCTO陶瓷的介电常数和介电损耗随频率的增大变化不大。在所得的试样中,在1080℃烧结的CCTO陶瓷介电常数最高,介电损耗最低。     

低温共烧(LTCC)BaO-Nd2O3-TiO2陶瓷研究

研究了BNT(BaO-Nd2o3-Tio2)陶瓷中添加BZB(B2o3.ZnO-Bi2o3)玻璃后对烧结温度以及介电性能的影响.经过测试玻璃一陶瓷混合体的微波介质性能,发现该玻璃能将烧结温度降低到900℃或者更低.这是由于低软化点的BZB玻璃和高熔点的BNT相互作用,使得BNT和BZB之间润湿良好.BNT-BZB在900℃下烧结,具有优良的介电性能,表现为介电常数ε约为75,损耗tanδ约为5%,温度系数TCC约为0.5%,绝缘电阻大于1011Ω.结果表明这种体系可以用来作为高频应用的低温共烧材料.     

制备COAl2O4/ZrO2复相陶瓷及微观结构

采用化学沉淀的方法,在氧化锆粉体表面包覆了10～20 nm厚的铝和钴的氢氧化物,高温烧结后制备了CoAl2O4/ZrO2复相陶瓷.由于高温下COO的挥发,少量过剩的Al2O3扩散进入CoAl2o4晶格而导致其晶格常数变小.XRD相分析发现CoO和Alzo3的引入对基体氧化锆的四方相含量没有显著影响.研究结果表明,化学沉淀包覆的方法有利于反应物的均匀混合,缩短传质距离而促进固相反应,并在一定程度上保证复相陶瓷结构的均匀性.     

Li掺杂Ba(Ti1/7Sn1/7Zr1/7Hf1/7Nb1/7Ga1/7Li(1/7-x))O3高熵陶瓷的制备及介电性能研究

近年来,在高熵合金基础上发展起来的高熵陶瓷逐渐引起了研究者的广泛关注,其出现为开发高性能的无机非金属材料提供了新的设计思路。本文采用固相法制备了BaMO3基钙钛矿型高熵陶瓷Ba(Ti1/7Sn1/7Zr1/7Hf1/7Nb1/7Ga1/7Li(1/7-x))O3 (x = 0, 2.3%, 5.3%, 8.3%, 11.3%),并研究了Li含量对高熵陶瓷物相结构、微观形貌及介电性能的影响。结果表明,Li含量对陶瓷结构的影响不大,陶瓷均保持立方钙钛矿结构,且无杂相产生;陶瓷的晶粒尺寸相对较均匀。当x = 0时,即B位七元等摩尔比Ba(Ti1/7Sn1/7Zr1/7Hf1/7Nb1/7Ga1/7Li1/7)O3高熵陶瓷,其介电常数达到了最大值2920 (@100 Hz),相较于已报道的不掺Li的六元高熵钙钛矿陶瓷Ba(Ti1/6Sn1/6Zr1/6Hf1/6Nb1/6Ga1/6)O3提升了近50倍。     

烧结方法对(Zr_(0.8)Sn_(0.2))TiO_4介质陶瓷性能的影响

分别采用电热和微波烧结法制备了(Zr_0.8Sn_0.2)TiO_4(ZST)微波介质陶瓷,研究了不同方法中烧结工艺制度对介质陶瓷材料密度、微观结构、相组成和微波介电性能的影响.结果表明:与电热烧结相比,在所得材料密度近似的情况下,微波烧结能降低烧结温度约70 ℃、缩短烧结时间2.5 h,所获材料密度分布的标准差大大减小;微波烧结所得材料的晶粒尺寸均匀、结构致密;材料的介电常数和品质因数随着微波烧结温度的提高而增大,对应数值分别比传统烧结方式提高17.5%和14.3%左右.并对微波烧结介质陶瓷的致密化机理以及性能进行了较为系统的理论分析.     

(1-x)Ba4LiNb3O12-xBaTiO3（x=0～0.40）钙钛矿陶瓷的结构与微波介电性能

采用传统的固相法合成了(1-x)Ba4LiNb3O12-xBaTiO3(x=0～0.40)钙钛矿陶瓷。通过XRD,Raman,SEM以及电学测试对材料的结构和性能进行表征。XRD和Raman结果表明,Ti4+不利于六方相的稳定,一旦出现,部分或全部六方相即转变为立方相。随着x增大,陶瓷的介电常数(εr)逐渐增加,品质因数(Q×)逐渐降低,频率温度系数(τ)逐渐增加。立方相陶瓷与六方的相比,有较高的εr,较低的Q×和较大的τ。讨论了六方相的稳定性以及结构与性能之间的关系。