BSTO移相器材料结构与温度特性的研究

为了改进BSTO/MgO系铁电移相材料的电学性能,研究了在同等掺杂条件下,调节Ba1–xSrxTiO3中各成分的配比,即改变x的取值对材料结构及温度特性的影响。实验表明:当x=0.45时,BSTO/MgO系统在10kHz下,εr=84.45;tanδ=3.4×10–3;可调率为11.01%(5kV/mm)。3.5GHz下,εr=87.01,tanδ=4×10–3,并具有相对较好的温度稳定性,在–20~+40℃下αεr=–0.482×10–2/℃,可调率温度系数为–0.836×10–2/℃。     

BSTO/MgO铁电移相材料的研究

采用固相反应法制备了钛酸锶钡/氧化镁(BSTO/MgO)铁电移相材料。研究了材料的相组成、显微结构和介电性能。经测试分析表明:MgO 与 BSTO 复合后,并没有出现二次相,且晶粒形状分布均一,粒度均匀;w(MgO)为 50%时,材料的低频(10 kHz)εr为 157,tgδ 为 0.000 6,高频(约 2.5 GHz)εr为 120,tgδ 为 0.008;4 000 V/mm偏压下的调谐性为 17.5%,基本上达到了相控阵移相器在高频下工作的要求。     

Bi2O3和V2O5复合掺杂BaTi4O9微波介质陶瓷

研究了多元掺杂对BaTi4O9微波介质陶瓷的烧结和介电性能的影响。通过单独添加烧结助剂Bi2O3和V2O5以及复合添加Bi2O3、V2O5来降低烧结温度,并且保持较好的微波介电性能。实验结果表明,当复合添加Bi2O3和V2O5各0.5%(质量分数)烧结温度为1160℃时,BaTi4O9微波介质陶瓷在2.5GHz下:εr为40.1,tgδ为6×10–4,τf为64×10–6℃–1,保持了良好的介电性能。     

ITO玻璃衬底上PLZT铁电薄膜的制备与电性能

用sol-gel法在掺Sn的In2O3导电透明膜(ITO)衬底上,制备了La掺杂的PbZr0.5Ti0.5O3(PLZT)铁电薄膜。研究了La掺杂量对薄膜的铁电、介电和漏电性质的影响。结果表明,x(La)为5%的PLZT薄膜经650℃退火,有优良的铁电特性,外加15V电压下,剩余极化强度为35.4×10–6C/cm2,矫顽场强为111×103V/cm。100kHz时的εr和tgδ分别为984和0.13。在外加电场小于9V时,薄膜的漏电流密度不超过10–8A/cm2。     

添加剂对CBS系LTCC基板的匹配性能的影响

采用水淬法制备了CaO-B2O3-SiO2(CBS)玻璃,研究了MgO替代Na2O、K2O掺杂对所制CBS玻璃的烧结性能、介电性能和热膨胀性能的影响。结果表明:MgO的替代掺杂使CBS玻璃的软化温度提高,黏度活化能增大,银离子扩散能力减弱,并使CBS玻璃与银电极匹配共烧发黄的现象得到改善。含有0.2%MgO和0.1%Na2O(质量分数)并于850℃烧结制备的CBS玻璃性能较佳:密度为2.45 g/cm3,1MHz频率下εr为5.98,tanδ为5×10–4,线膨胀系数为10.1×10–6/℃。     

Fe2O3掺杂的BST/MgO铁电移相器材料

采用传统陶瓷工艺制备了Fe2O3掺杂BST/MgO铁电陶瓷材料。研究了Fe2O3掺杂量对该复合体系εr、tanδ等参数的影响。结果表明,适量的掺杂能有效改善体系的电性能。控制掺杂量x(Fe2O3)为0.1%,陶瓷介质在微波频段(S波段)的εr为100.5;tanδ约为5.3×10–3;4000V/mm偏压下的调谐性可达14.2%。采用极化理论对掺杂机理进行了探讨。     

掺杂Y2O3对BaSrTiO3介质瓷性能的影响

以碳酸钡、碳酸锶和二氧化钛等为原料,Y2O3为掺杂剂,制得了BaSrTiO3系介质瓷。用Automatic LCR Meter 4225测试了1 kHz条件下试样的电容量C和介质损耗因数D,并测试了–30～+125℃试样的C和tgδ,得到了试样相对介电常数εr及εr和tgδ随温度的变化曲线。结果表明,在室温下,试样的相对介电常数最大值εr max不小于5 500,tgδ的最小值不大于16×10–4。     

添加CuO对Ba_(3.99)Sm_(9.34)Ti_(18)O_(54)陶瓷烧结及微波介电性能的影响

采用传统固相工艺制备了Ba3.99Sm9.34Ti18O54(BSTO)微波介质陶瓷,研究了烧结助剂CuO对BSTO的结构及介电性能的影响。结果表明,添加CuO能较好促进BSTO晶粒致密化,降低烧结温度约140℃。当添加质量分数1.0%的CuO时,1220℃保温3h烧结的BSTO样品的介电性能较好:εr=86.87,Q·f=5138GHz(f=4.95GHz),τf=–10.84×10–6℃–1。     

掺杂Bi2O3对Ba4Sm28/3Ti18O54微波介质陶瓷性能的影响

以Ba4Sm28/3Ti18O54微波介质陶瓷为基础,掺杂Bi2O3进行协调改性,形成固溶式为Ba4(Sm1–yBiy)28/3Ti18O54的结构。结果表明,掺杂Bi2O3能很好地把Ba4Sm28/3Ti18O54微波介质陶瓷的烧结温度降低至1260℃,当y=0.15时,能得到介电性能较佳的微波介质陶瓷:εr约为81,tanδ约为5×10–4,τf为–21×10–6℃–1。     

ZnO-B_2O_3玻璃对Mg_2TiO_4微波介质陶瓷结构和性能的影响

利用传统固相烧结法制备了ZnO-B2O3玻璃掺杂的Mg2TiO4微波介质陶瓷,研究了ZnO-B2O3玻璃掺杂对所制陶瓷相成分、微观形貌和微波介电性能的影响。结果表明:ZnO-B2O3玻璃掺杂能使Mg2TiO4陶瓷的致密化温度降低200℃左右。当Mg2TiO4中掺杂质量分数2%的ZnO-B2O3玻璃时,经1 300℃烧结所得陶瓷微波性能较好:εr=13.62、Q.f=101 275 GHz、τf=–51×10–6/℃。     

钛酸钙对BZN-CaTiO3系统介电性能的影响

研究了利用电子陶瓷工艺制得的主晶相为Ba(Zn1/3Nb2/3)O3(BZN)和CaTiO3的新型陶瓷,BZN具有立方钙钛矿结构。通过烧结温度的改变得到不同介电性能的陶瓷材料,发现CaTiO3的添加量对系统介电性能有显著影响。在1 395℃烧结的BZN-CaTiO3陶瓷,当CaTiO3的添加量为60%(质量分数)时介电性能最佳,其εr为99.97,tgδ为0.54×10-4,αC为–13.05×10-6℃–1(25~85℃,1MHz下测量)。     

BaTiO3基无铅高压陶瓷电容器材料性能的研究

采用BaTiO3基料,加入SrTiO3、CaCO3、Bi2O3·3TiO2等添加剂制备无铅高压陶瓷电容器材料,研究了添加剂对材料性能的影响,得到了介电常数可调、综合性能较佳的材料。结果表明,在BaTiO3中加入30%SrTiO3、10%CaCO3,并外加3%Bi2O3·3TiO2时(均为摩尔数分数),其εr为3802、tgδ为4.2×10-3、Eb为9.2MV/m;而当在BaTiO3中加入40%SrTiO3、15%CaCO3,并外加4%Bi2O3·3TiO2时,其εr为2089、tgδ为6×10-4、Eb为16.9MV/m。     

Mg取代Ca的CLST陶瓷的结构和介电性能

采用固相反应法制备Mg取代Ca的CaO-Li2O-Sm2O3-TiO2(CLST)陶瓷,用XRD图谱研究其晶体结构。结果表明:Mg取代Ca的量x为1～8时,在1250℃烧成,形成单一的钙钛矿相。随着x增大,晶格常数都逐渐减小;x为16时,晶格常数突变,形成富Sm非钙钛矿的主晶相。在1MHz下,εr和tgδ都随x增大而降低,x为12时,εr为42.6,tgδ为0.0012。     

玻璃粉料粒度对B-Al-Si/Al_2O_3性能的影响

通过改变球磨时间,得到不同粒度的B2O3-Al2O3-SiO2(简称B-Al-Si或BAS)玻璃粉料。在玻璃粉料中混入质量分数为40%的Al2O3陶瓷粉末,用流延法制备了低温共烧BAS/Al2O3玻璃/陶瓷复相材料。研究了烧结温度和玻璃的粒度对复相材料的烧结性能、介电性能和热稳定性的影响。结果表明:在800～900℃,材料致密化后析出钙长石晶体;球磨1h的玻璃粉料与w(Al2O3)40%混合烧结的复相材料的性能最优,850℃保温30min后,于10MHz测试,其εr=7.77,tanδ=1×10-4;扫描电镜显示其微观结构致密,有少量闭气孔。