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。     

Ba_(0.2)Sr_(0.8)La_4Ti_4O_(15)微波介电陶瓷的两步烧结法制备及性能表征

采用两步烧结法制备了Ba0.2Sr0.8La4Ti4O15微波介电陶瓷,并通过分析陶瓷的晶相、显微结构及介电性能,与采用传统高温直接烧结法制得的陶瓷样品进行了对比。结果表明,较之高温直接烧结法,采用两步烧结法可通过较长时间保温而制备出粒度小而均匀、无裂纹且介电性能较好的陶瓷。在一次烧结温度为1 600℃、二次烧结温度为1 500℃并保温10 h条件下所制陶瓷介电性能最优:εr=46.52,Q.f=65 496 GHz,τf=–12.1×10–6/℃。     

CuO掺杂对BaZn_2Ti_4O_(11)陶瓷微波介电性能的影响

采用固相反应法制备了CuO掺杂的BaZn2Ti4O11陶瓷,研究了所制陶瓷的物相、微观结构和微波介电性能。结果表明,CuO既可以在晶界处形成低共熔体,导致液相烧结,降低烧结温度40℃,又可使部分Cu2+进入晶格取代了部分Zn2+,增加Q.f值。掺杂质量分数0.5%的CuO在1 160℃烧结2 h所制得BaZn2Ti4O11陶瓷的微波介电性能较佳:相对介电常数εr=29.4,Q.f=50 500 GHz,频率温度系数τf=–35.6×10–6/℃。     

Ba_5(Nb_(1-x)Sb_x)_4O_(15)微波介电陶瓷的低温烧结

添加质量分数为1%的H3BO3为助烧剂。研究了Ba5(Nb1–xSbx)4O15(0≤x≤0.2)陶瓷的烧结特性、显微结构和微波介电性能。结果表明:当x≤0.15时,该类陶瓷可在900℃附近烧结,并伴有少量BaSb2O6和BaB2O4相;随着x从0增加到0.2,εr和τf均有较大幅度下降;Q.f先升后降。在900℃烧成温度下,x为0.15的陶瓷获得较好的微波介电性能:εr为29.21,Q.f为13 266 GHz,τf为11×10–6℃–1,并能与Ag电极很好相容,基本满足LTCC工艺的要求。     

Nb_2O_5对Ba_(0.68)Sr_(0.32)Ti_(1-x)Sn_xO_3陶瓷介电性能的影响

采用传统固相法,制备了Nb2O5掺杂的Ba0.68Sr0.32Ti1–xSnxO3(BSTS)介电陶瓷,研究了Sn4+加入量和掺杂Nb2O5对材料介电性能的影响,用SEM研究了SnO2对材料微观结构的影响,当x(SnO2)为0.010,x(Nb2O5)为0.008时制得了εr为3689,tanδ为0.0006的高压低损耗陶瓷电容器瓷料,探讨了二者改性作用的机理。     

Sr_(1-x)Ba_xBi_4Ti_4O_(15)铁电陶瓷性能研究

采用传统固相反应法制备了Sr1–xBaxBi4Ti4O15(x=0～1.0)铁电陶瓷,研究了Ba取代量对其烧结性能和介电性能的影响。结果表明,适量Ba取代促使陶瓷样品烧结温度由1240℃降至1130℃左右,tanδ降至20×10–4,体积电阻率ρv提高一个数量级,同时居里峰显著展宽,居里温度tC下降。当x=0.7时,在1130℃烧结6h获得的陶瓷样品综合介电性能较好:εr≈150,tanδ=53×10–4,ρv=1.7×109Ω·m,tC≈430℃。     

(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.     

Zn_(0.7)Co_(0.3)(Ti_(1-x)Sn_x)Nb_2O_8陶瓷微波介电性能研究

采用传统固相法制备Zn0.7Co0.3(Ti1-xSnx)Nb2O8(x=0.1,0.15,0.2,0.25,0.3,0.35)微波陶瓷。研究了Sn取代Ti对Zn0.7Co0.3(Ti1-xSnx)Nb2O8微波介质陶瓷的物相结构与介电性能的影响。XRD研究表明,Zn0.7Co0.3(Ti1-xSnx)Nb2O8陶瓷主晶相为ZnTiNb2O8,有极少杂相Zn0.17Ti0.5Nb0.33O2存在;随着Sn含量的增加,陶瓷晶格常数增大,晶胞体积变大,陶瓷密度增大;电子扫描显微镜(SEM)显示随着Sn含量增加陶瓷结构致密;相对介电常数εr逐渐变小,温度系数τf逐渐变小,Q×f值逐渐增大;当Sn含量为0.35时,烧结温度为1 080℃,εr=30.5,Q×f=46 973GHz,τf=-45.4×10-6/℃。     

Ba_2Ti_9O_(20)基微波介质陶瓷的微观组织与微波介电性能

采用固相合成法,通过控制烧结温度和烧结时间,成功制备了单相Ba2Ti9O20基微波介质陶瓷。采用XRD、SEM研究了Ba2Ti9O20基微波介质陶瓷的物相组成和微观结构,采用平行板谐振法测试了Ba2Ti9O20基微波介质陶瓷的微波介电性能。结果表明,单相Ba2Ti9O20微波介质陶瓷具有均匀一致的等轴晶,过高或过低的烧结温度将导致柱状BaTi4O9晶出现。1 360℃烧结4.5 h制备的Ba2Ti9O20基微波介质陶瓷介电性能为:?r=39.53,Q?f=33 800 GHz,τf=1.68×10–6/℃。     

添加V_2O_5对Mg_4Nb_2O_9微波介质陶瓷性能的影响

采用固相反应法制备了Mg4Nb2O9微波介质陶瓷,研究了添加V2O5对其烧结温度、微观结构和介电性能的影响。结果表明:当添加0.5%(质量分数)的V2O5时,Mg4Nb2O9陶瓷的烧结温度从1350℃降低到1150℃,烧结温度范围拓宽为1150～1300℃;在1150℃烧结5h后,其介电性能达到最佳:εr=11.86,Q·f=99828GHz(11.2GHz),τf=–57×10–6/℃(10～90℃,1MHz)。当w(V2O5)增大到1.5%时,Mg4Nb2O9陶瓷的介电性能变差。     

(1-x)CaWO4+xZnWO4陶瓷微波介电性能的研究

用X-射线衍射法(XRD)和HP网络分析仪研究了(1-x)CaWO4 xZn WO4(x=0~1.0)系列陶瓷材料的相组成和微波介电性能。结果表明,因CaWO4和ZnWO4结构的不同以及Ca2 和Zn2 离子半径差异较大使得CaWO4、ZnWO4两相不能固溶或形成新的中间化合物,因而成为CaWO4和ZnWO4的混合相。材料的介电常数rε随着x(ZnWO4)的增加而增大,复合相的介电常数基本符合对数混和法则。品质因数与频率之积Q×f值随ZnWO4增加从x=0时的50 842 GHz快速降低到x=0.4时的23 366 GHz,然后,随之缓慢降低到x=1.0时的20 557 GHz;而谐振频率温度系数fτ随之从x=0时的-50×10-6℃-1线性变化到x=1.0时的-70×10-6℃-1。     

La2O3对Ba0.92Sr0.08Ti0.9Sn0.1O3介质瓷结构及性能的影响

以碳酸钡、碳酸锶、二氧化锡和二氧化钛等为原料,La2O3为掺杂剂,在不同温度下烧结,制得了Ba0.92Sr0.08Ti0.9Sn0.1O3(BSTS)系介质瓷.XRD结果表明,所有的BSTS试样都形成了单一的钙钛矿结构晶相,通过SEM分析了La2O3对试样的微观形貌的影响,发现La2O3的加入可有效地抑制晶粒的尺寸.测试了在1 kHz频率条件下试样的电容量C、介质损耗因数D和-25～+95 ℃试样的C和D,得到了试样的居里温度TC及相对介电常数εr随温度的变化曲线.结果表明,在室温下,试样的εr随着La2O3加入量的增加,呈一直减小的趋势,介电损耗tan δ随着La2O3加入量的增加,则呈先减小后增加的趋势,TC随着La2O3加入量的增加逐渐向低温区移动,介电常数变化率Δε/ε则随着La2O3加入量的增加而逐渐下降.最终得到烧结温度为1 340 ℃,x(La2O3)=0.6%的Ba0.92Sr0.08Ti0.9Sn0.1O3介质瓷的εr最大值为3 825,tan δ最小值为20×10-4,Δε/ε为25.9%( 25 ～85 ℃).     

Zn取代Cu对CCTO陶瓷高、低频介电性能的影响

采用传统固相法制备了CaCu_((3-x))Zn_xTi_4O_(12)(CCTO,x=0,0.04,0.08,0.12)陶瓷。用X线衍射仪和扫描电子显微镜研究了Zn~(2+)掺杂含量的变化对CaCu_((3-x))Zn_xTi_4O_(12)陶瓷的相结构、微观形貌的影响规律,并研究了CaCu_((3-x))Zn_xTi_4O_(12)陶瓷的低、高频介电性能。结果表明,少量Zn~(2+)的加入影响CaCu_((3-x))Zn_xTi_4O_(12)陶瓷的相结构和微观形貌。在低频范围内,CaCu_((3-x))Zn_xTi_4O_(12)陶瓷均具有巨介电常数(>104),且CaCu_(2.92)Zn_(0.08)Ti_4O_(12)陶瓷的介电常数温度依赖性小,介电损耗最小,这加速了CCTO陶瓷在陶瓷电容器方向应用的潜力。在微波频段(5.85~8.2GHz)范围内,CaCu_((3-x))Zn_xTi_4O_(12)陶瓷均具有介电弛豫现象,CaCu_((3-x))Zn_xTi_4O_(12)陶瓷的介电常数实部随掺杂量的增加而减小,介电常数虚部和损耗对应的频率变化趋势与实部一致。     

（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/℃。     

Effect of CuO Addition on Microwave Dielectric Properties of 0.80Sm(Mg0.5Ti0.5)O3-0.20Ca0.8Sr0.2TiO3 Ceramics

The effects of CuO addition on phase composition, microstructure, sintering behavior, and microwave dielectric properties of 0.80Sm(Mg_0.5Ti_0.5)O₃-0.20 Ca_0.8Sr_0.2TiO₃(8SMT-2CST) ceramics prepared by a conventional solid-state ceramic route have been studied. CuO addition shows no obvious influence on the phase of the 8SMT-2CST ceramics and all the samples exhibit pure perovskite structure. Appropriate CuO addition can effectively promote sintering and grain growth, and consequently improve the dielectric properties of the ceramics. The sintering temperature of the ceramics decreases by 50°C by adding 1.00 wt.%CuO. Superior microwave dielectric properties with a ε _r of 29.8, Q × f of 85,500 GHz, and τ _f of 2.4 ppm/°C are obtained for 1.00 wt.%CuO doped 8SMT-2CST ceramics sintered at 1500°C, which shows dense and uniform microstructure as well as well-developed grain growth.     

微波烧结钛酸锶钡陶瓷材料的介电性能

采用碳酸盐固相合成法制备Ba0.6Sr0.4TiO3(BST)粉体,应用微波烧结技术将粉体烧结成陶瓷。对样品的介电性能进行了测试,研究分析了材料的介电性能,并与传统制备工艺获得的样品进行了性能对比。结果表明:微波烧结成瓷温度和时间较传统制备工艺大大降低,分别为1 300℃和30 min,可以获得晶粒尺寸5μm以下的BST陶瓷;材料的εr变化不大,但tanδ大幅降低。