(1-x)Mg_2TiO_4-xSrTiO_3陶瓷的物相组成、显微结构以及微波介电性能

采用固相反应法制备了(1-x)Mg_2TiO_4-xSrTiO_3(w(x)=4%,6%,8%,10%)微波介质陶瓷,研究了不同SrTiO_3添加量以及烧结温度对该陶瓷体系的物相组成、显微结构以及微波介电性能的影响。XRD分析结果表明,所有陶瓷样品为两相共存,没有第二相的存在。SrTiO_3的添加能够促进Mg2TiO4陶瓷的烧结,同时陶瓷在1 375~1 425℃范围内均表现出较高的致密度。当x=0.08,烧结温度为1 400℃,保温4h时,陶瓷具有优良的微波介电性能,εr=17.1,Q×f=65 130GHz,τf=-9.8ppm/℃。     

(1-x)SrZnP_2O_7-xSr_2P_2O_7(0.2≤x≤0.8)陶瓷微波介电性能研究!

采用固相反应法制备了复相体系(1-x)SrZnP2O7-xSr2P2O7陶瓷,研究了该体系的相组成、晶体结构对微波介电性能的影响。研究结果表明,在比例系数x从0.2到0.8的范围内所获得的材料只含有SrZnP2O7和Sr2P2O7两种晶体相,并且当烧结温度合适时所有复相比例的材料均可获得较高的烧结密度。烧结温度的升高会使材料的相对密度和介电常数均有所上升;而随着x值的增大,体系中的Sr2P2O7相含量也逐渐升高,在同样的烧结温度下则伴随着品质因子Q×f值的下降和频率温度系数τf值的上升。在复合比x=0.6时,上述材料具有较优良的微波介电性能:ε=7.44,Q×f=10200GHz,τf=-28.6×10-6/℃。上述结果表明,复合Sr2P2O7相可以有效地使SrZnP2O7材料的负的频率温度系数τf值得到补偿。     

(1-x)Ca_5Zn_4(VO_4)_6-xCa_(0.8)Sr_(0.2)TiO_3陶瓷微波介电性能研究

采用传统固相法制备(1-x)Ca5Zn4(VO4)6-xCa0.8Sr0.2TiO3(0.5≤x≤0.8)系陶瓷,并研究其烧结特性、晶相组成、显微组织和微波介电性能变化规律。用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析陶瓷的晶相组成和显微组织,采用闭腔法测量其微波介电性能。研究表明,随着Ca0.8Sr0.2TiO3含量增加,陶瓷的εr和τf值逐渐增大,而Q×f值逐渐减小。875℃/5h烧结0.3Ca5Zn4(VO4)6-0.7Ca0.8Sr0.2TiO3名义陶瓷具有最佳微波介电性能,即εr=13.5,Q×f=12 800GHz,τf=3ppm/℃。     

(1-x)Ba(Mg1/3Ta2/3)O3-xBaTiO3复合微波介质陶瓷的合成

以传统电子陶瓷制备工艺合成了(1-x)Ba(Mg1/3Ta2/3)O3-xBaTiO3(0＜x＜11/12,简称BMTT)二元复合钙钛矿微波介质陶瓷.研究了不同BaTiO3(BT)掺入量对BMTT介电性能和结构的影响.实验结果表明Ti4+与Mg2+、Ta5+离子对构成类质同相代换,形成BMTT系列固溶体,与Ba(Mg1/3Ta2/3)O3(BMT)具有相同的晶体结构.当体系组成为0.5Ba(Mg1/3Ta2/3)O3-0.5BaTiO3时,在1 480℃下烧结且保温3 h所制备的陶瓷材料微波介电性能为εr=89,Q*f=12 700 GHZ,τf=190×10-6/℃ .     

Li_3(Mg_(0.95)Co_(0.05))_2SbO_6陶瓷微波介电性能研究

采用传统固相反应法制备Li_3(Mg_(0.95)Co_(0.05))_2SbO_6微波介质陶瓷。研究部分Co~(2+)离子取代Mg~(2+)离子对Li_3(Mg_(0.95)Co_(0.05))2SbO_6陶瓷烧结特性、物相组成、显微组织和微波介电性能的影响。采用XRD、SEM及矢量网络分析仪对材料晶体结构、显微组织和微波介电性能进行表征。XRD结果表明样品主相为岩盐结构Li_3(Mg_(0.95)Co_(0.05))_2SbO_6相。实验结果表明,随着烧结温度升高,样品密度和εr值逐渐增加,Q×f值先增大后减小,τf值在-11.3~-8.1ppm/℃范围内波动。部分Co~(2+)离子取代Mg~(2+)离子能有效改善Li_3Mg_2SbO_6基陶瓷烧结特性和微波介电性能。1 175℃、5h烧结Li_3(Mg_(0.95)Co_(0.05))_2SbO_6陶瓷具有最佳微波介电性能,且对应参数分别为ε_r=9.2、Q×f=49 804GHz、τ_f=-11.3ppm/℃。     

(Sr_(1-3x/2)La_x)TiO_3(x=0.2～0.5)陶瓷的显微组织结构及微波介电性能研究

通过固相反应法制备(Sr_(1-3x/2)La_x) TiO_3(x=0.2～0.5)复合体系微波介质陶瓷,并对其显微组织结构、晶体结构及微波介电性能进行研究。XRD结果表明(Sr_(1-3x/2)La_x) TiO_3系微波介质陶瓷为六方晶系钙钛矿结构。显微组织结构表明陶瓷的晶粒尺寸随着烧结温度的提高而增大,气孔呈现先减少后增多的趋势,并且陶瓷的晶界在高温过烧时出现晶界明显扩张的现象。介电性能结果表明陶瓷的密度、介电常数和品质因数均随烧结温度的提高先增大后减小,谐振频率温度系数和热膨胀系数则呈现与之相反的变化趋势,同时除密度在1 450℃下取得最值外其余各检测值均在1500℃下取得最值。在烧结温度为1 500℃时,(Sr_(0.55)La_(0.3)) TiO_3陶瓷具有致密的结构、清晰明显的晶界、气孔数量较少,平均晶粒尺寸为14.24μm,此时(Sr_(0.55)La_(0.3)) TiO_3陶瓷具有优良的介电性能:Q×f=8960.43GHz,ε_r=60.54,τ_f=16 ppm/℃。     

低介Ba(Al0.98Co0.02)2Si2O8-Ba5Si8O21基LTCC微波介质陶瓷的研究

采用传统固相反应法,按摩尔比合成0.7Ba(Al_0.98Co_0.02)₂Si₂O₈?0.3Ba₅Si₈O₂₁(BACS-BS)基陶瓷,分析Li₂O-B₂O₃(1wt%)(L-B)烧结助剂对其烧结特性、相组成和微波介电性能的影响,探讨0.7BACS-0.3BS+1wt%(L-B)陶瓷理论与实验介电常数(ε_r)的差异。结果表明:添加1wt%(L-B)烧结助剂能有效降低0.7BACS-0.3BS基陶瓷的烧结温度(950 ℃),但严重影响其微波介电性能;在950℃烧结的0.7Ba(Al_0.98Co_0.02)₂Si₂O₈-0.3Ba₅Si₈O₂₁+1wt%(Li₂O-B₂O₃)陶瓷具有较好的微波介电性能,其ε_r=7.56, Q×f=13 976 GHz, τ_f=?6.32 ppm/℃;0.7BACS-0.3BS+1wt%(L-B)复合陶瓷与Ag电极有很好的化学相容性,这为其在LTCC技术的应用奠定了良好的基础。     

掺Bi2O3,B2O3,V2O5和B2CuO4对Sm(Mg1/2Ti1/2)O3性质及显微结构的影响

实验添加多种助烧结剂于以固态反应法制备的钐镁钛微波介电陶瓷Sm(Mg1/2Ti1/2)O3,并研究对烧结体的相对密度、相变化、介电常数、频率温度系数(TCF)、品质因子及微观结构性质的影响。尝试分别加入10 mol%的Bi2O3、B2O3、V2O5及B2CuO4可有效降低陶瓷孔隙率使其致密化,更可大幅下降块材烧结温度,使之可以顺利导入低温共烧陶瓷制程(Low-Temperature Co-fired Ceramics;LTCC),但会破坏钙钛矿晶体结构,引起材料微波特性降低。在实验中原料混合粉末以1 100℃煅烧2 h后研磨,再成型后以1 300℃烧结6 h。结果显示以添加Bi2O3具有最高的密度及Q×f与介电常数,达6.47 g/cm3和26 000 GHz及30.19。     

Ba_(0.8)Mg_(0.2)V_2O_6陶瓷微波介电性能研究

采用传统固相反应法制备Ba_(0.8)Mg_(0.2)V_2O_6陶瓷,研究部分Mg~(2+)离子取代Ba~(2+)离子对Ba_(0.8)Mg_(0.2)V_2O_6陶瓷烧结特性、晶体结构、显微组织和微波介电性能的影响。采用XRD、SEM及矢量网络分析仪对其晶体结构、显微组织和微波介电性能进行表征。XRD结果显示样品主相为正交结构BaV_2O_6相。微波介电性能实验结果表明,随着烧结温度升高,样品ε_r和Q×f值均先增加后降低;部分Mg~(2+)离子取代Ba~(2+)离子能有效调节BaV_2O_6基陶瓷τf值。当500℃、5h烧结Ba_(0.8)Mg_(0.2)V_2O_6时,具有最佳微波介电性能。     

PFW—PZT压电陶瓷性能的研究

用传统固相法制备了PbZrO3-PbTiO3-Pb(Fe2/3)O3(简称PZT-PFW)三元系压电陶瓷.研究了不同含量的Pb(Fe2/3)O3(简称PFW)对PZT-PFW陶瓷的相结构、密度、介电性能和压电性能的影响.另外,还研究了烧结温度对陶瓷电性能的影响.结果表明,PFW的加入可以降低PZT的烧结温度.当加入4.5 mol%Pb(Fe2/3)O3并在1100℃下烧结时,材料具有良好的综合电性能:d33=381pC/N,Kp=0.58,Qm=1025,tanδ=0.015,εr=1323.     

0.6 Cax Sr1-x TiO3-0.4 LaAlO3(x=0.6～0.9)微波介电陶瓷的微观结构及介电性能研究

采用固相反应法制备0.6Ca_xSr_(1-x)TiO_3-0.4LaAlO_3(x=0.6～0.9)微波介质陶瓷,通过DSC确定了Ca_xSr_(1-x)TiO_3(x=0.6～0.9)和LaAlO_3的预烧温度,结果表明在1 150℃保温4 h可得到纯Ca_xSr_(1-x)TiO_3相,在1 250℃保温4 h可得到纯LaAlO_3相,将Ca_xSr_(1-x)TiO_3与LaAlO_3按化学计量式0.6Ca_xSr_(1-x)TiO_3-0.4LaAlO_3(x=0.6～0.9)称料并二次球磨,在1 400℃、1 450℃、1 500℃下进行煅烧。通过XRD、白光干涉仪和矢量网络分析仪研究了四组陶瓷样品的微观组织形貌和介电性能,其结果显示:当0.6Ca_xSr_(1-x)TiO_3-0.4LaAlO_3(x=0.90)时,烧结温度为1 450℃并保温4 h可以制备出烧结致密,结构均一的单相陶瓷样品,并展示出优异的介电性能;ε_r=40,Q×f=25 295 GHz,τ_f=16 ppm/℃。     

液相烧结对Ba(Ti0.91Zr0.09)O3陶瓷介电性能的影响

采用固相反应法制备了添加1wt%CuO-BaO混合物的Ba(Ti0.91Zr0.09)O3铁电陶瓷,借助XRD、SEM、Agilent4284测试仪,讨论了加入CuO-BaO混合物对Ba(Ti0.91Zr0.09)O3铁电陶瓷的烧结温度、相结构、显微组织及介电性能的影响.结果表明:添加1wt%CuO-BaO混合物,能有效降低Ba(Ti0.91Zr0.09)O3的烧结温度,室温介电常数高,介电损耗小.在1MHZ下εTl=3 150,tgδ=0.06,并且伴有介电弛豫现象.     

锌掺杂铝酸镁透明陶瓷性能的研究

采用放电等离子烧结技术制备了锌掺杂铝酸镁透明陶瓷,研究了烧结温度对透明陶瓷的微观结构、光学性能和微波介电性能的影响. 结果表明:当烧结温度低于１　３２５　℃时,陶瓷试样的致密度随烧结温度的升高逐渐增大,直线透过率呈相同趋势变化,１　３２５　℃时直线透过率达到最大值为７０％;随烧结温度进一步升高,致密度和直线透过率减小;透明陶瓷的介电常数值介于８．１９至８．５４之间,品质因数值在１　３２５　℃达到最大值 ６６ ０００ ＧＨｚ, 谐振频率温度系数值变化较小,其值介于－７３×１０－６/℃至－６５×１０－６/℃之间.     

烧结制度对Ba(Mg1/3Nb2/3)O3陶瓷品质因子的影响

研究了烧结温度、保温时间、退火时间等工艺参数对Ba(Mg1／3Nb2／3)O3微波介质陶瓷品质因子的影响。结果表明，随着烧结温度的提高，Qf值逐渐增加，这是由于陶瓷的相对密度和有序参数S也随烧结温度增加的结果。在1550℃时，Qf达到最大值49500GHz。Qf值随保温时间的增加而增加，这和B位1：2有序度提高和晶粒尺寸增大有关。保温时间为16h时，Qf值达到58000GHz。退火时间对Qf值有很大影响。随退火时间的增加，Qf值增加很快，这主要是因为退火大大促进了B位离子的1：2有序。当退火时间为48h时，Qf值达到71500GHz。     

PZT-PZN-NaNbO3压电陶瓷的结构和性能

对（1-x）Pb0.95Sr0.05[（Zr0.54Ti0.46）0.9（Zn1／3 Nb2／3）0.10]O3＋xNaNbO3（简称PZT-PZN-XaXbO3）压电陶瓷的结构和性能进行了研究。结果表明，随着NaNbO3掺入量的强加，d33，Kp和介电常数εr同步增加，当添加2.5mol％NbNaO3时，材料的晶体结构由三方相向四方相转变，在准同型相界处，d33和Kp以及介电常数εr达到最大值，继续增加NaNbCO3掺入量，d33，Kp和介电常数εr开始下降；NaNbO3还可以促进陶瓷烧结，降低烧结温度；通过NaNbO3掺杂改性，得到了d33=510PC/N，Kp=0、62，εr=2600，tanδ=0．024的压电陶瓷。     

新铌酸盐Ba3Nd2Ti2Nb2O15的结构与微波介电特性

采用高温固相反应合成了A5B4O15型五层类钙钛矿结构新铌酸盐Ba3Nd2Ti2Nb2O15. Ba3Nd2Ti2Nb2O15晶体为三方晶系,空间群P3-ml(164),晶胞参数a=5.653 2(1) (A),c=11.611 7 (2) (A),V=321.377 (6)(A)3, Z=1.Ba3Nd2Ti2Nb2O15陶瓷在微波频段具有较高的室温介电常数40.1, 具有较高的Qf值19606GHz,接近于零的谐振频率温度系数 12×10-6K-1,因此,Ba3Nd2Ti2Nb2O15极有可能成为一种新型的介质微波陶瓷材料.     

Ba1+x(Mg1/3Nb2/3)O3 陶瓷的烧结行为和微波介电性能

研究了A位Ba离子化学计量比变化对Ba(Mg1/3Nb2/3)O3陶瓷烧结行为、微观结构和微波介电性能的影响.结果表明,Ba缺量可促进Ba(Mg1/3Nb2/3)O3烧结和B位1∶2有序,而Ba过量则阻碍Ba(Mg1/3Nb2/3)O3烧结和B位1∶2有序.Ba缺量促进Ba(Mg1/3Nb2/3)O3烧结和B位1∶2有序是由于Ba缺位的存在,而Ba过量阻碍Ba(Mg1/3Nb2/3)O3烧结则是由于过量的Ba可能以游离态存在于晶界,阻碍了晶界的移动,从而降低了Ba(Mg1/3Nb2/3)O3陶瓷的烧结性能,抑制了致密化过程.Ba缺量对Ba(Mg1/3Nb2/3)O3陶瓷的介电常数影响不大.Ba缺量越多,材料的Qf值越低.     

圆柱形微波多模烧结腔烧结Al2O3陶瓷的性能

应用微波加热技术进行高纯Al2O3陶瓷烧结是一种理想的选择.本文使用一种新型的圆柱形微波多模烧结腔体进行了Al2O3陶瓷的烧结研究,该设备可在短时间内达到较高的烧结温度,并能实现坯体的整体烧结.分别对纯Al2O3粉体和Al2O3/MgO混合粉体进行了烧结实验,结果表明,添加MgO作为助烧剂烧结得到的陶瓷试样的相对密度高于纯Al2O3粉体烧结得到的陶瓷试样,在1 700℃下保温40 min,其相对密度可以达到理论密度的97.8%,维氏硬度达22.3 HV/GPa.从SEM图中可观察到试样微观结构良好,晶粒大小均匀,致密化程度高.     

圆柱形微波多模烧结腔烧结Al_2O_3陶瓷的性能

应用微波加热技术进行高纯Al2O3陶瓷烧结是一种理想的选择.本文使用一种新型的圆柱形微波多模烧结腔体进行了Al2O3陶瓷的烧结研究,该设备可在短时间内达到较高的烧结温度,并能实现坯体的整体烧结.分别对纯Al2O3粉体和Al2O3/MgO混合粉体进行了烧结实验,结果表明,添加MgO作为助烧剂烧结得到的陶瓷试样的相对密度高于纯Al2O3粉体烧结得到的陶瓷试样,在1 700℃下保温40 min,其相对密度可以达到理论密度的97.8%,维氏硬度达22.3 HV/GPa.从SEM图中可观察到试样微观结构良好,晶粒大小均匀,致密化程度高.     

莫来石陶瓷的制备及其微波介电性能研究

用SiO2溶胶和Al2O3溶胶以及分析纯SiO2和Al2O3粉末，采用热压烧结法制备了莫来石陶瓷。研究了莫来石陶瓷的微波介电特性与烧结致密度、烧结助剂MgO以及测试频率之间的关系。结果表明，烧结条件对莫来石陶瓷致密度和介电常数有很大影响，其中以热压温度对莫来石陶瓷烧结致密度和复介电常数的影响最大。烧结条件不同时，可以得到一系列具有不同复介电常数的莫来石陶瓷。添加烧结助剂MgO后，莫来石陶瓷复介电常数的实部和虚部均有所升高。在8～12GHz频率范围内，莫来石陶瓷的复介电常数没有表现出明显的频散效应。