B2O3掺杂对α-CaSiO3/Al2O3陶瓷低温烧结及微波介电性能的影响

通过传统固相法制备了α-CaSiO3/Al2O3-B2O3微波介质陶瓷,研究了不同B2 O3添加量对α-CaSiO3/Al2O3陶瓷烧结特性、相组成及微波介电性能的影响,通过XRD、SEM和网络分析仪对其相结构、微观形貌和微波介电性能进行了表征.结果表明:B2 O3的添加使陶瓷的烧结温度从1375℃降低到了1100℃,并使主晶相由α-CaSiO3相变为β-CaSiO3相;当B2 O3的添加量为3wt%时,在1100℃烧结2 h可获得最佳微波介电性能:εr=6.21,Q×f=30471 GHz,τf=-34.58 ppm/℃.     

B2O3-CuO掺杂CSLST微波介质陶瓷介电性能研究

选用B2O3-CuO(BC)低熔点复合氧化物作为烧结助剂,采用固相法制备(Ca0.9375Sr0.0625)0.25(Li0.5Sm0.5)0.75TiO3(CSLST)陶瓷,研究了不同含量的BC对CSLST陶瓷的晶相组成、烧结性能及微波介电性能的影响.研究结果表明:随BC添加量的增多,CSLST陶瓷的烧结温度降低,陶瓷的微波介电常数εr和谐振频率温度系数(Τ)f下降,品质因素Qf明显降低.当BC添加量为5wt％时,在1000℃保温5h可烧结,此时陶瓷具有较佳的微波介电性能:εr=80.4,Q×f=1380 GHz,(Τ)f=- 32.89×10-6/℃.     

CuO-B2O3掺杂对Ba4Sm9.33Ti18O54陶瓷烧结性能及微波介电性能的影响

研究了CuO-B2O3助剂对Ba4Sm9.33Ti18O54陶瓷的烧结性能和介电性能的影响,结果表明:通过共添加CuO-B2O3助剂(CB),陶瓷的烧结温度可以从1350℃降低到1050℃左右,当CB添加量达到10％时,产生第二相Ba2Cu(BO3)2,研究了CB的添加,对介电性能的影响,当CB的添加量为1wt％时,有以下微波介电性能ε=62.7,Q·f=4 270 GHz,τf=-11.1 ppm/℃.     

(Mg1-xCox)TiO3基微波陶瓷介电性能研究

以MgO,Co2O3和TiO2为原料,用固相反应法制备了(Mg1-xCox)TiO3(MCT)系陶瓷.研究了CoTiO3含量对其微观结构和微波介电性能的影响.结果表明:添加适量的CoTiO3,可以适当降低烧结温度,调整烧结温度范围.当掺入量为10 mol%,烧结温度为1350 ℃时,MCT陶瓷具有优良微波介电性能:εr=18.99;Q×f=154000 GHz,τf=-45 ppm/℃.     

TiO2晶型对0.65CaTiO3-0.35LaAlO3陶瓷介电性能的影响

采用两种晶型不同的TiO2微粉为原料,通过传统的固相反应工艺分别制备了0.65CaTiO3-0.35LaAlO3陶瓷,系统地研究了这两种TiO2原料对陶瓷的晶体结构、微观结构和微波介电性能的影响.实验结果表明,TiO2原料晶型的不同显著影响了0.65CaTiO3m.35LaAlO3陶瓷的微波介电性能.对于金红石型TiO2原料,所制备陶瓷的最佳烧结温度为1440℃,其微波介电性能为εr=43.8、Q×f=38216 GHz、Tf=-10.5 ppm/℃.而采用锐钛矿型TiO2原料制备的陶瓷的最佳烧结温度为1580℃,陶瓷的微波介电性能为εr=37.5、Q×f=45200 GHz、rf=5.3ppm/℃.该研究结果有助于选择合适的TiO2原料以制备出性能良好的CaTiO3-LaAlO3陶瓷,也为进一步研制和开发新组分的CaTiO3-LaAlO3系微波介质陶瓷材料奠定了基础.     

Li2Zn3(1-x)Ca3xTi4O12微波陶瓷介电性能研究

本文以Li2CO3,ZnO,CaCO3,TiO2为原料,采用固相反应法制备了Li2Zn3(1-x)Ca3xTi4O12(x=0,0.05,0.1,0.15)陶瓷,并研究了CaTiO3固溶量对其显微结构和微波介电性能的影响.结果表明:Li2Zn3Ti4O12晶相中固溶CaTiO3相,晶胞参数会增大;少量CaTiO3相固溶于Li2Zn3Ti4O12陶瓷后,提高了Li2Zn3Ti4012陶瓷的烧结温度及其介电常数,但降低了其品质因素,可增大其温频系数.在1100℃/2 h烧结条件下,Li2Zn2.7Ca0.3Ti4O12陶瓷微波介电性能达到:εr=24,Q×f=50000 GHz,Tf=-25×10-6/℃.     

ZnO-B2O3玻璃对Li2Zn3Ti4O12-CaTiO3复合陶瓷低温烧结及性能的影响

采用传统固相反应法制备0.94Li₂Zn₃Ti₄O₁₂-0.06CaTiO₃(LZT-CT)复合陶瓷,采用高温熔融法制备ZnO-B₂O₃(ZB)玻璃;以ZB玻璃为烧结助剂,研究了添加不同质量分数(x=0.5%、1.0%、1.5%、2.0%和2.5%)的ZB玻璃对LZT-CT复合陶瓷的烧结特性、物相组成、微观结构以及微波介电性能的影响。结果表明:ZB玻璃能有效地将LZT-CT复合陶瓷的烧结温度从1 175 ℃降低到875 ℃,并促进了LZT-CT复合陶瓷的致密化。当ZB玻璃掺量x≤2.5%时,LZT-CT复合陶瓷中除了LZT、CT相,没有出现其他新相。随着ZB玻璃添加量增加,复合陶瓷的体积密度、介电常数(ε_r)、品质因数(Q×f)均先增加后减小,谐振频率温度系数(τ_f)变化不大,在(-2.25~4.51)×10^-6/℃波动。当ZB玻璃掺量为2.0%时,LZT-CT复合陶瓷在875 ℃烧结2 h,获得最大体积密度(4.22 g/cm³)以及优异的微波介电性能,ε_r=23.9,Q×f=58 595 GHz,τ_f=-0.14×10^-6/℃。     

Ca1-x（Li1/2Sm1/2）xTiO3体系微波介质陶瓷的低温烧结研究

采用传统陶瓷制备工艺,制备了添加10 wt%NCB(Na2O-CaO-B3O3)复合氧化物的Ca1-x(Li1/2Sm1/2)xTiO3(x=0.700～0.875)(CLST-x)体系陶瓷,研究了添加NCB后CLST-x体系的晶相组成、显微结构、烧结性能及微波介电性能与组成关系.研究结果表明,添加复合氧化物NCB后,CLST-x体系各组成主晶相仍呈斜方钙钛矿结构,没有其它杂相.添加10wt%NCB后,CLST-x体系陶瓷均可在950℃下烧结致密,在此温度下材料具有较佳的微波介电性能,其中CLST-0.875陶瓷在950℃保温5 h烧结后具有良好的微波介电性能:εr=63.6,Qf=1591 GHz,τ f=0 ppm/℃,可满足高介多层微波器件的设计要求.     

不同组成LBC熔块对CSLST微波介质陶瓷低温烧结的影响

采用添加质量分数为12.5％的Li2CO3-B2O3-CuO(LBC)熔块对(Ca0.9375 Sr0.0625)0.3(Li0.5 Sm0.5)0.7 TiO3(CSLST)微波介质陶瓷进行低温烧结.系统的研究了LBC熔块的组成(质量比M(B2O3-CuO)∶M(Li2CO3) (MBc∶MLi) =2.5-20∶1)对CSLST陶瓷的晶体结构、烧结特性、润湿行为及微波介电性能的影响.结果表明:添加不同组成的LBC熔块后材料中均产生了杂相.熔块能有效的降低CSLST陶瓷的烧结温度至900℃.当MBc∶ MLi =10∶1熔块对陶瓷基体的润湿最为理想.添加12.5％组成为MBc∶ MLi=10∶1的LBC熔块CSLST陶瓷在900℃下保温5h可以完全烧结,并获得最佳的微波介电性能:εr,=77.7,Q×f=1845 GHz,Τf=21.35×10-6/℃.     

Zn2+掺杂对0.965MgTiO3-0.035SrTiO3微波介质陶瓷结构与性能影响研究

采用固相反应法制备了0.965 MgTiO3-0.035SrTiO3 (MST)微波介质陶瓷,选用Zn2+对MST陶瓷进行了A位离子掺杂,研究了不同Zn2+掺杂量对陶瓷烧结性能、晶相组成、显微结构及微波介电性能的影响.结果表明,Zn2的掺入促进了陶瓷的烧结,显著提高了陶瓷的致密度,且没有改变陶瓷的主晶相.在掺杂量小于0.04mol％范围内,随着Zn2+掺杂量的增加,陶瓷的介电常数增加,品质因素和频率温度系数略有降低.中间相MgTi2 O5的衍射峰强度随着Zn2+掺杂量的增加逐渐减弱直至完全消失.当Zn2掺杂量为x=0.03时,陶瓷的烧结温度由1380℃降低至1290℃,并呈现优异的微波介电性能:εr=22.51,Q×f=16689 GHz,τf=-4.52×10-6/℃.     

不同方式引入BZB制备低温烧结的Ba2Ti9O20陶瓷

以BaCO3和TiO2粉末为原料,采用传统固相反应法制备Ba2Ti9O20陶瓷.以BiCl3、Zn(NO3)2 、H3BO3溶液为前驱液,通过液相法引入Bi2O3-ZnO-B2O3(BZB)助烧剂以降低Ba2Ti9O20陶瓷的烧结温度代替直接混合Ba2Ti9O20和BZB粉末.结果表明,液相法引入0.3 mol/L BZB溶液,1150 ℃烧结3 h所得Ba2Ti9O20陶瓷介电性能最佳(εr=37,Qf=23485 GHz),优越于固相混合法所得最佳介电性能(εr=34, Qf=16985 GHz).     

低温烧结微波介质陶瓷（1－x）Ba3（VO4）2-xLi2 MoO4的微波性能研究

采用固相反应制备了（1－x）Ba3（VO4）2-xLi2MoO4微波介质陶瓷,研究了掺入不同质量比的Li2MoO4对Ba3（VO4）2的微观结构和微波介质性能影响,X线衍射（XRD）测试结果表明,Ba3（VO4）2和Li2MoO4二者兼容性良好,无第二相产生。添加具有低熔点及相反（负）频率温度系数的Li2 MoO4能有效降低Ba3（ VO4）2的烧结温度,并随着添加剂Li2 MoO4的增加,此复合陶瓷的相对体密度、介电常数εr 和品质因数Q ×f呈现出先增加随后又降低的趋势,而谐振频率里面温度系数τf逐渐降低。当烧结温度为660℃且添加量30wt％Li2 MoO4的复合微波介质陶瓷获得了最佳的微波介电性能：εr ＝11．99, Q ×f＝39700 GHz,τf ＝－24 ppm／℃。     

Co取代对Nd(Zn0.5Ti0.5)O3微波介质陶瓷结构与性能的影响

采用传统固相法制备Nd[(Zn1?xCox)0.5Ti0.5]O3 (0≤x≤0.9)微波介质陶瓷,研究Co2+在B位取代Zn2+对Nd(Zn0.5Ti0.5)O3微波介质陶瓷的结构和微波介电性能的影响. 结果表明,在研究的组分范围内,Nd[(Zn1?xCox)0.5Ti0.5]O3陶瓷均能形成单斜钙钛矿型固溶体,随Co取代量增加,陶瓷的相对介电常数?r逐渐减小,谐振频率温度系数?f逐渐向负值移动,品质因数Q×f先增大后下降,在x=0.3 mol时达到最大值215130 GHz, Q×f大幅增加是有序度作用所致. 在1410℃下烧结4 h, Nd[(Zn0.7Co0.3)0.5Ti0.5]O3陶瓷具有优异的微波介电性能,?r=31.2, Q×f=215130 GHz, ?f=?35.7×10?6℃?1.     

机械球磨时间对液相烧结Ba2Ti3Nb4O18陶瓷材料结构和性能的影响

Ba2Ti3Nb4O18是BaO-TiO2-Nb2O5体系中一种新型的介质材料,具有优良的微波介电性能.为满足低温共烧陶瓷技术(low temperature cofired ceramics,LTCC)对微波介质陶瓷材料的低温烧结要求,实现在900℃与银电极共烧,添加了质量分数为5%的ZnO-B2O3玻璃作助融剂,并研究了机械球磨时间对粉料粒径、陶瓷样品的烧结密度、显微结构和介电性能的影响.机械球磨6h的粉体粒径适中(约90nm),用该粉料制备的陶瓷样品可以在900℃致密烧结(大于理论密度的95%).且高频介电性能为(1MHz下测试):介电常数εt≈36,介电损耗tanδ≈2× 10-4,电容温度系数αc≈2.5×10-6/℃.同时微波介电性能良好:εt=33.3,品质因数和频率的乘积Qf=14274GHz.可与银电极共烧结作为LTCC介质瓷料.     

0.7CaTiO3-0.3Sm1-xAlO3陶瓷微波介电性能研究

采用固相反应法制备了0.7CaTiO3-0.3Sm1-xAlO3(CTSA,0≤x≤0.1)微波介质陶瓷,研究了Sm缺位对CTSA陶瓷的晶体结构、微观形貌以及微波介电性能的影响。结果表明,制备的CTSA陶瓷均为正交钙钛矿结构。少量的Sm缺位能够降低CTSA陶瓷的烧结温度,晶粒尺寸增加,同时气孔率增大,陶瓷的Q×f值也有显著提升。当x=0.025、烧结温度为1450℃时,CTSA陶瓷具有最佳微波介电性能:εr=45.2,Q×f=47280GHz和τf=+4.8 ppm/℃。     

Li2CO3掺杂对0.2PMN-0.8PZT陶瓷的影响

利用铌铁矿预产物合成法,研究不同温度烧结下Li2CO3掺杂对0.2 PMN-0.8PZT压电陶瓷(简称PLC)的相结构和电性能的影响。X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)的分析结果表明,掺杂LiCO3的0.2PMN-0.8PZT压电陶瓷经不同温度煅烧后,所有陶瓷样品的相组成均为纯钙钛矿相,并随着烧结温度的升高,PLC的相结构有由四方相向菱方相转变的趋势。通过0.2PMN-0.8PZT压电陶瓷掺杂LiCO3煅烧后的微观形貌、介电常数、压电性能、铁电性能的分析,发现经1200℃烧结的样品的介电和压电性能最佳:介电常数(εr)为38512,室温压电常数(d33)为300 pC/N,剩余极化强度(Pr)为31.3 C/cm2,矫顽电场(Ec)为7.5 kV/cm。     

(1-x)Ba(Mg1/3Nb2/3)O3-xBaSnO3陶瓷的微波介电性能

用传统陶瓷制备方法制备了(1-x)Ba(Mg1/3Nb2/3)O3-xBaSnO3[0.0≤x≤0.3,(1-x)BMN-xBS]体系微波介质陶瓷,研究了该陶瓷的微观结构和微波介电性能.用X射线衍射仪研究陶瓷的晶体结构.用扫描电镜观察陶瓷的显微结构.用网络分析仪测试陶瓷的微波介电性能.结果表明:晶格常数c和a均随x值的增加而增加;晶格常数比(c/a)随x值的增加而减小.当x≥0.1时,1∶2有序衍射峰消失.陶瓷的平均晶粒尺寸在0.7～2 μm之间.随x值的增加,陶瓷的相对介电常数(εr)和谐振频率温度系数(τr)呈线性减小;品质因数与谐振频率的乘积(Qf)呈非线性变化.当x=0.15时,Qf达到最大值,为86 200 GHz.当x=0.3时,在此体系中可以获得τf接近零的微波介质陶瓷Ba(Sn0.3Mg0.233Nb0.467)O3,其微波介电性能如下:εr=26.1;Qf=42 500GHz;τr=4.3×10-6/℃.     

钛酸铜镧粉末及陶瓷的制备、结构及介电性能研究

采用溶胶-凝胶法制备La2/3Cu3Ti4O12(LCTO)粉末和陶瓷,详细研究了溶胶条件对LCTO粉末和陶瓷的显微结构的影响.结果表明溶胶条件在Ti4+浓度为1.0 mol/L,pH=0.3,[H2O]/[Ti4+]=5.6的条件下制备LCTO的粉末分散程度较好,颗粒均匀.当在1100 ℃下烧结保温10 h后制备的LCTO陶瓷显示出较大的晶粒尺寸、高的致密度以及高的晶界电阻(1.95×105Ω· cm).另外,在保持高达(0.92~1.6)×104的巨介电常数同时,介电损耗降低至0.041.模拟计算LCTO陶瓷的晶界电导激活能为0.664 eV和0.893 eV.