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/℃。     

Ca_(0.3)(Li_(0.5)Sm_(0.5))_(0.7)TiO_3微波介质陶瓷低温烧结研究

采用固相反应法,以Ca0.3(Li0.5Sm0.5)0.7TiO3(CLST—0.7)陶瓷为基料,掺杂质量分数为10%的CaO-B2O3-SiO2(CBS)氧化物和2%～6%的Li2O-B2O3-SiO2-CaO-Al2O3(LBSCA)玻璃料为复合烧结助剂,研究了LBSCA掺杂量对CLST—0.7陶瓷的低温烧结行为及微波介电性能的影响。结果表明,复合烧结助剂掺杂促使CLST—0.7陶瓷烧结温度降低了200～300℃,并保持良好的微波介电性能。掺杂质量分数10%CBS和4%LBSCA的CLST—0.7陶瓷经950℃烧结5h后,其εr=71.84,Q·f=1967GHz,τf=41.7×10–6/℃。     

PbO-B2O3-CuV2O6掺杂对(Pb,Ca,La)(Fe,Nb)O3陶瓷微波介电性能的影响

研究了PbO3-CuV2O6(PBC)玻璃对(Pb,Ca,La)(Fe,Nb)O3(PCLFN)陶瓷微波介电性能的影响.当纯PCLFN陶瓷在1150℃烧结,介电常数εr=103,品质因数与频率之积Qf=5640 GHz,频率温度系数τf=7.1×10-6/℃.PBC玻璃添加剂能降低PCLFN陶瓷的烧结温度到1 050℃左右,同时能保持良好的介电性能.随着PBC玻璃添加量的质量分数从1.0%增加2.0%,陶瓷的Qf值减小.掺杂ω(PBC)=1%玻璃、在1 050℃烧结的陶瓷样品,能获得良好的微波介电性能为Qf=5 392 GHz,τf=8.18×10-6/℃,εr=101.     

B2O3-Li2O低温助烧ZMSZT陶瓷的微波介电性能

为了研究了B2O3与Li2O添加剂对(Zn0.8Mg0.2)2SiO4-ZrO2-TiO2(ZMSZT)基微波介质陶瓷的性能影响,分别采用排水法、XRD、SEM以及网络分析仪表征单独添加及复合添加B2O3与Li2O的ZMSZT微波介质陶瓷的致密性、微观结构及介电性能。结果显示在ZMSZT陶瓷中同时添加1wt%B2O3和4wt%Li2O可有效提高其烧结性能,在930℃/3 h烧结条件下可以获得较高的致密性及微波介电性:ρ=3.83 g/cm3,εr=9.36,Qf≈30 120 GHz(f=10.3 GHz),τf=-5.71×10-6/℃。这种B2O3与Li2O复合添加的ZMSZT陶瓷可以应用到LTCC(低温共烧陶瓷)领域。     

Li_2MgSiO_4微波介质陶瓷的低温烧结适应性

采用固相法制备了添加B2O3的Li2MgSiO4陶瓷,研究了添加B2O3助剂对降低Li2MgSiO4陶瓷烧结温度的作用,以及B2O3对所制陶瓷的密度、相结构与微观形貌、微波介电性能的影响。结果表明,添加质量分数2%的B2O3就可在810℃的低温下实现Li2MgSiO4陶瓷的致密烧结,并获得较佳的介电性能:εr=5.84,Q.f=107 000 GHz(f=8 GHz),可用于制作LTCC材料。     

Li_2O-B_2O_3-SiO_2玻璃对M-相Li_(1.0)Nb_(0.6)Ti_(0.5)O_3陶瓷低温烧结及微波介电性能的影响

以Li2O-B2O3-SiO2(LBS)玻璃为烧结助剂,研究了掺入LBS玻璃的M-相Li1.0Nb0.6Ti0.5O3(LNT)陶瓷的低温烧结行为及其微波介电特性。研究结果表明,掺入LBS玻璃能有效降低LNT陶瓷的烧结温度,而对LNT陶瓷的微波介电特性影响很小。XRD分析结果表明:在掺入少量LBS玻璃的LNT陶瓷中没有出现第二相。掺杂LBS质量分数为0.75%的LNT陶瓷在875℃烧结0.5 h后获得了优异的微波介电特性:εr=63.26,Q·f=4 821GHz(f=4.432 GHz)。     

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。     

(Zn_(0.9)Mg_(0.1))TiO_3微波介质陶瓷低温烧结研究

采用传统固相法对使用Mg取代一部分Zn形成的六方钛铁矿型无限固溶体(Zn0.9Mg0.1)TiO3陶瓷进行了低温烧结研究。低熔点玻璃ZnO-B2O3-SiO2(ZBS)的加入提高了烧结致密度,使烧结温度降低到900℃以下,制得了不含Zn2TiO4的单一六方(Zn0.9Mg0.1)TiO3相陶瓷,其微波介电性能优异。加入质量分数为0.5%的ZBS玻璃时,在900℃成瓷良好,介电常数εr=20.53,品质因数与频率的乘积Q×f=61 630GHz(f=7.4GHz)。     

助剂对ZnO-SiO2陶瓷烧结和性能的影响

研究了Bi2O3-SiO2烧结助剂预合成对ZnO-0.6SiO2陶瓷烧结和微波介电性能的影响。750℃预烧后的Bi2O3-SiO2烧结助剂能形成液相,有效地将ZnO-0.6SiO2陶瓷的烧结温度从1 380℃降至990℃。随助剂添加量的增加,ZnO-0.6SiO2陶瓷的介电常数(rε)略有提高,品质因数(Q×f)随之下降,频率温度系数(τf)无明显变化。添加3%~10%(质量分数)预合成的Bi2O3-SiO2助剂后,ZnO-0.6SiO2陶瓷在990℃保温2 h,获得微波介电性能为:rε=6.19~6.59,Q×f=37 500~41 800 GHz(测试频率f=11 GHz),τf=(-52.9~-50.1)×10-6/℃。     

Li_2O-B_2O_3-SiO_2玻璃掺杂对BZN陶瓷介电性能的影响

采用传统的固相反应法制备了Li2O-B2O3-Si O2(LBS)玻璃掺杂的(Bi1.5Zn0.5)(Zn0.5Nb1.5)O7(BZN)陶瓷,研究了LBS作为烧结助剂对BNZ陶瓷的烧结特性、晶相组成、微观结构以及介电性能的影响。结果表明,添加少量LBS玻璃后的陶瓷试样中没有出现第二相,主晶相仍为立方焦绿石结构。烧结助剂能有效降低BZN陶瓷的烧结温度,当LBS质量分数为0.6%时,陶瓷试样的烧结温度降到900℃,制备的试样具有良好的介电性能:相对介电常数为159,介质损耗为8×10–4(1 MHz)。     

ZrO2掺杂对Ba(Zn1/3Ta2/3)O3陶瓷介电性能的影响

采用固相反应烧结法制备了ZrO2掺杂的Ba(Zn1/3Ta2/3)O3微波介质陶瓷,研究了陶瓷的烧结特性和介电性能。结果表明,ZrO2掺杂能有效降低Ba(Zn1/3Ta2/3)O3陶瓷的烧结温度,改善陶瓷的微波介电性能。当x(ZrO2)=4%时,Ba(Zn1/3Ta2/3)O3陶瓷致密化烧结温度由纯相时的1 600℃降至1 300℃,同时陶瓷材料的微波介电性能达到最佳值,即介电常数εr=34.79,品质因数与频率的乘积Q×f=148 000(8GHz),谐振频率温度系数τf=0.3×10-6/℃。     

掺杂Lu_2O_3对Ba_4Sm_(9.33)Ti_(18)O_(54)微波介质陶瓷性能的影响

以Ba4Sm9.33Ti18O54微波介质陶瓷为基础,掺杂Lu2O3进行改性,形成固溶式为Ba4(Sm1–yLuy)9.33Ti18O54的结构。结果表明,掺杂Lu2O3能很好地把Ba4Sm9.33Ti18O54微波介质陶瓷的烧结温度降至1 260℃,当y=0.05时Ba4Sm9.33Ti18O54为类钨青铜结构,能得到介电性能较佳的微波介质陶瓷:4.33GHz时εr约为76,Q.f约为2532,τf为–42×10–6/℃;y<0.5时生成了类钨青铜结构晶相,y≥0.5主晶相变成烧绿石相,不具备介电性。     

(Zn,Mg)TiO_3微波介质陶瓷性能的改善

采用固相反应法制备了(Zn,Mg)TiO3(ZMT)微波介质陶瓷,研究分别添加CaTiO3和BaLiBSi对ZMT陶瓷介电性能的影响。结果表明:CaTiO3和BaLiBSi均能调节ZMT陶瓷的温度系数τε值;BaLiBSi能有效降低ZMT陶瓷的烧结温度,抑制Zn2TiO4相的产生,提高所制陶瓷的微波介电性能。当添加质量分数10%的CaTiO3时,950℃烧结的(Zn1.06Mg0.12)TiO3陶瓷的τε值接近零:–6×10–6/℃。加入质量分数1.2%的BaLiBSi时,900℃烧结的(Zn1.13Mg0.048)Ti1.29O3陶瓷具有最佳的微波介电性能:εr≈24.8,Q.f=10 898 GHz,τε=17×10–6/℃。     

CTLA陶瓷微波介电性能及烧结特性研究

采用固相反应法制备了0.65CaTiO3-0.35LaAlO3(CTLA)陶瓷,研究了CTLA陶瓷的物相组成、烧结特性及微波介电特性。结果表明,CTLA陶瓷只含有Ca0.65La0.35Al0.35Ti0.65O3主晶相,不存在第二相。烧结温度在1 380～1 450℃间,陶瓷的微波介电性能最佳,介电常数εr=44.5,频率温度系数τf≈0,品质因数与频率之积Q×f≈43 948GHz。当w(Nb2O5)=10%时能使陶瓷致密化烧结温度降到1 300℃,但微波性能变差,εr=38.3,τf=-2.8×10-6/℃,Q×f=13 260GHz。     

(La0.44Sr0.33)TiO3对MgTiO3系高频高Q MLCC瓷料性能的影响

采用传统固相反应法制备了(1-x)(Mg0.95Zn0.05)TiO3-x(La0.44Sr0.33)TiO3(MZLST)介质陶瓷。系统研究了(La0.44Sr0.33)TiO3掺杂量对MZLST陶瓷烧结特性、相构成、微观结构和微波介电性能的影响。结果表明,掺杂少量的(La0.44Sr0.33)TiO3后,MZLST陶瓷的主晶相为(Mg0.95Zn0.05)TiO3和(La0.44Sr0.33)TiO3,随着烧结温度的升高,第二相(Mg0.95Zn0.05)Ti2O5的含量增加。当x=0.10时,MZLST陶瓷在1 285℃烧结2h获得最佳的介电常数εr=22.17,品质因数Q.f=48 471GHz(6.72GHz),谐振频率温度系数τf=-7.99×10-6/℃。     

BCL助烧剂对CSLST微波介质陶瓷性能的影响

采用B2O3-CuO-Li2CO3(BCL)作为助烧剂对(Ca0.9375Sr0.0625)0.3(Li0.5Sm0.5)0.7TiO3(CSLST)微波介质陶瓷进行降温烧结。系统讨论了BCL的添加量对CSLST微波介质陶瓷的烧结行为、晶体结构及微波介电性能的影响。结果表明:BCL的加入将CSLST陶瓷的烧结温度从1 250℃降至925℃。当BCL添加量小于质量分数5.5%时,样品中只含单一的钙钛矿结构晶体,而当BCL添加量大于质量分数7.5%时,则会产生第二相。添加BCL的质量分数为5.5%,烧结温度为925℃保温5 h,所制CSLST陶瓷具有良好的微波介电性能:εr=86.69,Q.f=2 267 GHz,τf=29.3×10–6/℃。     

CuO对(Ni_(1/3)Nb_(2/3))_(0.7)Ti_(0.3)O_2微波陶瓷低温烧结性能的影响

采用传统固相反应法制作(Ni1/3Nb2/3)0.7Ti0.3O2微波陶瓷,研究了CuO掺杂对所制陶瓷低温烧结性能、微观结构、相构成及微波介电性能的影响。结果表明,掺杂少量的CuO就能显著降低(Ni1/3Nb2/3)0.7Ti0.3O2陶瓷的烧结温度,且能改善陶瓷τf。当CuO掺杂量(质量分数)为1.0%时,(Ni1/3Nb2/3)0.7Ti0.3O2在950℃烧结,显示出良好的微波介电性能:εr=67.65,Q·f=3708GHz,τf=14.3×10-6/℃。     

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/℃。