MgO掺杂对Al2O3基微波介质陶瓷材料烧结及介电性能的影响

为满足新型微波器件对集成度、频率和温度稳定性等需求,低介电常数、高品质因数和近零谐振频率温度系数的微波介质陶瓷材料具有非常重要的研究价值.采用固相合成法制备了0.9Al2O3-0.1TiO2+xMgO(x=0.15％,0.175％,0.2％,0.225％,摩尔分数)微波介质陶瓷.通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪和微波介...     

微波介质陶瓷材料介电性能间的制约关系

微波介质陶瓷材料的三个主要参数相对介电常数εr、品质因数Q和谐振频率温度系数之间存在一定的关系。采用一维双原子线性振动模型,分析了微波介质陶瓷材料的εr、Q影响因素和它们之间的相互制约关系;采用Clausius-Mosotti方程,分析了谐振频率温度系数的影响因素以及它和εr之间的相互制约关系。讨论了提高高介微波介质陶瓷材料性能的途径,发现采用同电价质量较轻的离子取代,在基本不影响介电常数的情况下具有提高材料的Q·f值的可能性。     

H3BO3或SiO2掺杂对CTLA陶瓷微波介电性能的影响

研究了H3BO3或SiO2掺杂(质量分数为0.02％～2.00％)对0.61CaTiO3-0.39LaAlO3陶瓷的烧结温度、晶体结构及微波介电性能的影响.结果表明,微量的H3BO3或SiO2掺杂可使0.61CaTiO3-0.39LaAlO3陶瓷的烧结温度从1 380℃降至1 340℃,2.00％以内的H3BO3或SiO2掺杂不会改变陶瓷的物相组成.在H3BO3掺杂质量分数为2.00％时,样品的微观形貌发生了很大的改变,烧成的陶瓷稀疏多孔,密度急剧下降.研究表明,H3BO3或SiO2掺杂对0.61CaTiO3-0.39LaAlO3陶瓷的介电常数εr及谐振频率温度系数τf没有很大的影响,但降低了陶瓷的品质因数Q.当质量分数为0.02％时,H3BO3或SiO2掺杂后的0.61CaTiO3-0.39LaAlO3陶瓷的微波介电性能最佳:H3 BO3掺杂的陶瓷样品的εr=41.65,品质因数与频率之积Q×f=48 565 GHz,τf≈-1μ℃-1;SiO2掺杂的陶瓷样品的εr=41.48,Q×f=39 491 GHz,τf≈-1μ℃-1.     

新型低介微波介质陶瓷的结构及性能

介绍了相对介电常数低于15的四种低介微波介质陶瓷材料系列(R2BaCuO5(R=Y,Sm,和Yb等)系、Al2O3系、AWO4(A=Ca,Sr和Ba)系和Zn2SiO4系等)的结构和微波介电性能,并指出其目前普遍存在的问题和发展趋势。     

微波介质陶瓷介电机理研究进展

总结了近年来微波介质陶瓷领域结构特性对介电性能的影响机理的研究状况。主要介绍了影响介电常数、品质因数和谐振频率温度系数的本质因素。对未来微波介质陶瓷材料的设计具有一定指导作用,并在最后指出了未来介电机理的研究方向。     

BSNBT系微波陶瓷性能研究

通过XRD、SEM等技术对Ba4[Sm1-x(Nd0.8Bi0.2)x]28/3Ti18O54(BSNBT,x=0.15⁰.9)系陶瓷的结构组成、显微形貌、烧结温度及介电性能进行综合表征和研究。当x=0.45时,在1 320℃烧结获得了高介电常数、高品质因数及近似零谐振频率温度系数的最优微波性能:εr=90.22,Q×f=7 192GHz,τf=-1.39μ℃-1。随着x增大,即Ba(Nd,Bi)2Ti4O12(BNBT)相增加,陶瓷烧结温度从1 450℃降低到1 300℃,烧结特性也随之改善并得到实际应用。     

Co和Ca掺杂对(Mg0.7Zn0.3)TiO3系微波介质陶瓷性能的影响

采用固相反应法制备了(1-y)(Mgo.7Zn0.3)1-xCoxTiO3-yCaTiO3(MZCCT)(x=0～0.2,Y=0.03～0.09)微波介质陶瓷.研究了Co和Ca掺杂对所制陶瓷的相结构、烧结性能和介电性能的影响.Co掺杂后,MZCCT陶瓷的密度增大,Q·f值从90 000 GHz提高到152 000 GH...     

(Ca1-xBax)[(Li1/3Nb2/3)0.95Zr0.15)]O3+δ陶瓷微波介电特性

研究了A位Ba2+取代对(Ca1-xBax)[(Li1/3Nb2/3)0.95Zr0.15]O3+δ (0≤x≤0.2,CBLNZ)陶瓷的微观结构及微波介电特性的影响.当0≤x≤0.025时,体系为单一钙钛矿相,随Ba2+含量的增加,谐振频率温度系数(τf)由-9.4×10-6/℃增加到18×10-6/℃,而品质因数(Q)先增大;当x=0.025时,开始下降.用键价理论分析了谐振频率温度系数随B位键价的变化关系.当x(Ba2+)=2.5%时,陶瓷微波介电性能最佳,即介电常数εr=34.3,品质因数与频率的乘积Q·f =13 400 GHz,τf =-2.1×10-6/℃.     

超低温烧结ZTT陶瓷微结构及介电性能研究

采用传统固相反应法制备Zn2 Te3 O8-30％TiTe3O8 (ZTT,质量分数)粉体,在低于600℃的管式气氛炉中烧结,利用XRD、SEM及微波网络分析仪等手段对不同热处理后的样品进行分析,并测试介电性能.实验表明,ZTT能在超低温下烧结成瓷,且介电性能良好(低频测试下介电常数εr=19～27,损耗低于3％,高频下品质因数与频率之积Q×f=56 191 GHz,频率温度系数τf=1.66μ℃-1),为制作低成本薄膜电容提供可能.     

平行板谐振法测量微波介质陶瓷介电性能

对平行板谐振法测量微波介质陶瓷的基本原理进行了阐述。介绍了该方法的硬、软件构成及其操作注意事项,并给出了部分测试结果。该方法具有测量简单、快速、准确的优点,但不适用于测量介质损耗较大的微波介质陶瓷。 r的测量误差为0.5%左右,Q值的测量误差为15%以下。     

B2O3对BMT微波陶瓷结构及介电性能的影响

研究了w(B2O3)=0.5%～3.0%(质量分数)对Ba(Mg1/3Ta2/3)O3(BMT)微波介质陶瓷结构和微波特性的影响。实验结果表明,B2O3掺杂可促进烧结,当w(B2O3)=1%时,BMT陶瓷致密化烧结温度降至1 200℃左右,其表观密度ρ=7.306g/cm3,相对密度达到95.7%,同时,陶瓷体系获得了良好的介电常数εr=22.08,品质因数Q.f=88 000GHz(10GHz),频率温度系数τf=3.3×10-6/℃。     

烧结助剂LBZ对CaO-La_2O_3-TiO_2微波介质陶瓷掺杂改性研究

采用La2O3-B2O3-ZnO(LBZ)玻璃掺杂钙钛矿系CaO-La2O3-TiO2(CLT)微波介电陶瓷。运用XRD、SEM和微波介电性能测试等手段,研究了LBZ掺杂对样品烧结性能及微波介电性能的影响。结果表明,在CLT陶瓷中添加LBZ,有效促进CLT陶瓷烧结,使得CLT的烧结温度由1 350℃降低到950℃以下,同时保持较好的介电性能。当LBZ的质量分数为3%时,样品在950℃保温4h后烧结致密,并获得最佳微波性能,即介电常数εr=103.12,品质因数与频率的乘积Q×f=8 826GHz(f=3.03GHz),频率温度系数τf=87.52×10-6/℃。     

烧结助剂对Mg4Nb2O9陶瓷性能的影响

研究了Bi2O3-V2O5、CuO-Bi2O3-V2O5、Li2CO3-V2O5掺杂对Mg4Nb2O9陶瓷烧结特性和微波介电性能的影响。通过XRD分析材料物相组成,结果表明,CuO-Bi2O3-V2O5、Bi2O3-V2O5的添加能有效地将Mg4Nb2O9陶瓷烧结温度从1 350℃降至950℃,但同时陶瓷的品质因数(Q.f)有很大恶化。掺杂w(Li2CO3-V2O5)=3%,试样致密化温度降至950℃,保温5 h,其具有良好的微波介电性能:介电常数(rε)为14.0,Q.f为83 276 GHz。     

BSZN微波介质陶瓷介电常数的异常

研究了(Ba1-xSrx)(Zn1/3Nb2/3)O3(BSZN)微波介质陶瓷介电常数的非线性变化以及异常的原因。随着系统中Sr(1/3Nb2/3)O3的增多,介电常数的异常是由于氧八面体的畸变导致的相转变(对称性降低)及第二相的生成造成的。未发生相转变前,介电常数的增大可用电介质理论加以解释;发生相转变后,介电常数呈线性下降趋势,符合对数混合定律。     

微波介质陶瓷材料综述

从使用微波介质陶瓷材料制作微波介质谐振器的角度，详细综述了微波介质陶瓷材料的特性、发展现状，讨论了提高微波介质材料性能的途径，指出了其今后的发展和应用方向。     

A位Sm取代对BiNbO_4陶瓷烧结及微波介电性能的影响

就Sm部分取代BiNbO4陶瓷中的Bi对其烧结性能及微波介电性能的影响进行了研究。实验结果发现,随Sm取代量的增加,BiNbO4陶瓷的烧结温度升高,其晶相组成及微波介电性能也随之改变。通过适量的取代,可以获得各项性能均较优异的微波介质陶瓷材料组成。     

铌锑酸镁陶瓷的烧结和微波介电性能

用固相反应法制备了一系列铌锑酸镁(Sb含量x≤2)陶瓷,研究了该陶瓷的烧结性能、物相结构和微波介电性能。结果表明,当x≤1.6时,铌锑酸镁形成了连续固溶体,少量Sb5+对Nb5+的取代(0.4≤x≤0.8),使得陶瓷最佳烧结温度从1400℃降到1300℃,而材料εr和Q·f值没有降低。1300℃,5h烧结的铌锑酸镁陶瓷具有优异的微波介电性能:εr为11.61,Q·f为169820GHz,τf为–54.4×10–6℃–1。     

Zn-Nb-O微波介质陶瓷的结构与性能研究

采用传统固相反应法制备(1-x)(0.7ZnNb2O6-0.3Zn3Nb2O8) xZnAl2O4 (摩尔分数x=0~10%,ZZZ)微波介质陶瓷,研究了其物相组成、晶体结构及微波介电性能。结果表明,ZZZ材料能在1 150 ℃烧结成瓷,形成了ZnNb2O6、Zn3Nb2O8和ZnAl2O4共存的复相结构,无其他新相生成。在微波频率下,ZZZ陶瓷的介电常数为21~24,品质因数与频率之积(Q×f)为30 000~85 000 GHz。随ZnAl2O4含量的增加,ZZZ陶瓷的微波介电常数、Q×f值及谐振频率温度系数均减小,温度稳定性提高。