Bi_4B_2O_9对(Ca_(0.2)Sr_(0.05)Li_(0.375)Sm_(0.375_)TiO_3陶瓷烧结和微波介电性能的影响

采用传统固相法制备(Ca0.2Sr0.05Li0.375Sm0.375)TiO3钙钛矿微波介质陶瓷,研究了Bi4B2O9对(Ca0.2Sr0.05Li0.375Sm0.375)TiO3陶瓷微波介电性能的影响,利用X射线衍射仪、扫瞄电子显微镜和矢量网络分析仪对其晶体结构、显微组织和微波介电性能进行了研究。结果表明:掺10%Bi4B2O9的(Ca0.2Sr0.05Li0.375Sm0.375)TiO3陶瓷,其烧结温度由1 300℃降至1 080℃。当添加3.5%Bi4B2O9时,其最佳烧结温度为1 150℃,陶瓷的微波介电性能最佳(相对介电常数εr=116.9;品质因数Q×f=3 500GHz;频率温度系数τf=1.2×10-6/℃)。     

Bi4B2O9对(Ca0.2Sr0.05Li0.375Sm0.375</sub>TiO3陶瓷烧结和微波介电性能的影响

采用传统固相法制备(Ca0.2Sr0.05Li0.375Sm0.375)TiO3钙钛矿微波介质陶瓷,研究了Bi4B2O9对(Ca0.2Sr0.05Li0.375Sm0.375)TiO3陶瓷微波介电性能的影响,利用X射线衍射仪、扫瞄电子显微镜和矢量网络分析仪对其晶体结构、显微组织和微波介电性能进行了研究。结果表明:掺10%Bi4B2O9的(Ca0.2Sr0.05Li0.375Sm0.375)TiO3陶瓷,其烧结温度由1 300℃降至1 080℃。当添加3.5%Bi4B2O9时,其最佳烧结温度为1 150℃,陶瓷的微波介电性能最佳(相对介电常数εr=116.9;品质因数Q×f=3 500GHz;频率温度系数τf=1.2×10-6/℃)。     

Ca_(0.6)La_(0.8/3)TiO_3-Li_(0.5)Sm_(0.5)TiO_3复合微波陶瓷的介电性能

采用传统固相合成法制备了xCa0.6La0.8/3TiO3-(1-x)(Li0.5Sm0.5)TiO3(CLT-LST)系列微波介质陶瓷材料,研究了该系列微波介质陶瓷的物相结构、表面形貌、介电性能。实验发现:随着Ca0.6La0.8/3TiO3含量的增多,CLT-LST样品XRD峰轻微左移。陶瓷组成对微波介电性能影响显著,复合体系CLT-LST的微波介电性能随着x值不同而连续变化:当x从0.2上升到0.6时,介电常数(εr)逐步增大,在x=(0.4~0.6),εr变化趋于稳定,达到较佳值;品质因数(Q·f)则先减小后增大再迅速减小;谐振频率温度系数(τf)逐渐从负值向正值方向移动。当复合体系组成为0.4Ca0.6La0.8/3TiO3-0.6(Li0.5Sm0.5)TiO3时,在1 250℃烧结4h所得到的微波介电性能较佳,εr=125;Q·f=2 680GHz;τf=7.0×106/℃。     

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.     

Mg_3(VO_4)_2-BiNbO_4复合陶瓷的低温烧结及微波介电性能

采用传统固相反应法制备(1-x)Mg3(VO4)2-xBiNbO4复合微波介质陶瓷材料,研究陶瓷的烧结特性、微观结构和微波介电性能。结果表明:当x从0.2增加到0.6,在最佳烧结温度制备的Mg3(VO4)2-BiNbO4陶瓷的机械品质因数与频率的乘积(Q×f)随x增大而减小,相对介电常数(εr)随x增大而增大,谐振频率温度系数(τf)随x增大从正变为负;通过调节x值,在x=0.2处获得近零的τf。Mg3(VO4)2与BiNbO4的复合可实现低温烧结;当x=0.2、850℃的低温致密成瓷获得了优良的微波介电性能:εr=14.76,Q×f=27930GHz(f0=8.29GHz),τf=3.65×10-6/℃。     

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/℃.     

(1-x)Nd(Zn_(1/2)Ti_(1/2))O_3-xSrTiO_3微波介质陶瓷的结构与性能研究

通过传统固相合成工艺制备了(1-x)Nd(Zn_(1/2)Ti_(1/2)O_3-xSrTiO_3(x=0.0,0.2,0.4,0.5,0.6,0.8)(NZST)微波介质陶瓷。研究了SrTiO_3的添加量x对NZST陶瓷的烧结性能、晶相组成、显微结构以及微波介电性能的影响。结果表明:NZST陶瓷的体积密度随着x值增大而减小,并在1350℃可以烧结致密;XRD结果显示,在x取值的整个范围内,体系均形成两相复合系统;随着SrTiO_3的添加量x的增加,NZST陶瓷的微波介电性能呈现线性的变化规律。当x=0.5时,可获得谐振频率温度系数近零的微波介质陶瓷,其微波介电性能为:ε_r=52.5,Q×f=15834 GHz,τ_f=5.48×10~(-6)/℃。     

(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/℃.     

Ce~(3+)掺杂对0.65CaTiO _3–0.35LaAlO_3陶瓷微波介电性能的影响

以EDTA为络合剂,采用聚合物前驱体法合成了0.65CaTiO_3–0.35(La_(1–x)Ce_x)AlO_3(CTLCA–x)微波介质陶瓷。研究了Ce~(3+)取代La~(3+)对陶瓷微波介电性能、显微结构以及晶体结构的影响。结果表明:采用聚合物前驱体法合成的CTLCA–x陶瓷,相比于传统固相法,烧结温度降低了125℃左右,在所研究的组成范围内均能形成正交相固溶体,随着Ce~(3+)掺杂量x的逐渐增加,单位晶胞体积减小,陶瓷的品质因数Q×f和介电常数ε_r均增加,但频率温度系数τ_f下降。当x=0.2时,CTLCA~–0.2陶瓷在1 325℃保温3 h烧结后具有最佳的微波介电性能:ε_r=42.7,Q×f=39 159 GHz,τ_f=–7×10~(–6)/℃。     

(1-x)Ba4Sm9.33Ti18O54-xCa0.61Nd0.26TiO3系微波介质陶瓷

采用固相合成法制备了(1-x)Ba4Sm9.33Ti18O54-xCa0.61Nd0.26TiO3[(1-x)BST-xCNT]系微波介质陶瓷.探讨了组成、烧结温度对微波介质陶瓷结构、介电性能的影响.x＜0.6时,(1-x)BST-xCNT陶瓷为正交结构的新型钨青铜单相.x≥0.6时,相继出现了第二相Sm2Ti2O7和钙钛矿相,最终形成钙钛矿单相.微波介质陶瓷的介电常数ε随x的增大持续升高,品质因子Qf值则先增大后迅速减小再急剧增大.1 325～1 350 ℃烧结样品的微波介电性能达到最佳:x=0时,ε=75,Qf=8985GHz,谐振频率温度系数τf=-8.2×10-6/℃;x=0.2时,ε=75,Qf=9 552GHz,τf=-14.4×10-6/℃;x=1时,ε=108.9,Qf=14919GHz,τf=236.2×10-6/℃.     

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／℃。     

(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/℃.     

Ba1-3x/2Lax(Mg1/3Ta2/3)O3陶瓷的微波介电性能

采用固相合成法制备了Ba1-3x/2Lax(Mg1/3Ta2/3陶瓷,研究了La掺杂对钽镁酸钡的结构和微波介电性能的影响.结果表明:A位取代能改进其烧结性能.在x≤0.02时,烧结样品为单相的钙钛矿结构,B位离子1:2有序;当x>0.02时出现第二相Ba0.5TaO3.B位离子有序度随着x的增大先增加后减小,在x=0.04时出现最大值.x≤0.02时介电常数变化较小,而后其值逐渐增大.品质因数与谐振频率的乘积(Q×f)值随着x的增大先增大后减小,在x=0.02时取得最大值;谐振频率温度系数(τf)值随着x增大而增大.     

(1-x)(Mg0.95Mn0.05)_2TiO_4-xCaTiO_3陶瓷的微波介电性能研究

采用传统固相法制备了(1-x)(Mg_0.95Mn_0.05)_2TiO_4-xCaTiO_3微波介质陶瓷,研究CaTiO_3添加量对陶瓷体系物相组成、显微结构以及微波介电性能的影响。XRD分析结果表明,陶瓷样品以(Mg_0.95Mn_0.05)_2TiO_4为主晶相,以CaTiO_3和MgTiO_3作为次晶相存在陶瓷样品中。另外发现添加CaTiO_3能增加陶瓷的致密度,并在1325~1400℃下都能促进陶瓷的烧结。当CaTiO_3的添加量为x=0.12时,复合陶瓷在1375℃烧结4 h时具有最佳的微波介电性能:介电常数ε_r=20.26,品质因数Q×f=35125.9 GHz,τ_f=+2.7×10~(-6)/℃。     

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/℃.     

H3BO3对Li2Zn3Ti4O12微波介质陶瓷低温烧结与微波介电性能的影响

采用传统固相反应法制备了添加H3BO3助烧剂的Li2Zn3Ti4O12 (LZT)陶瓷,分别通过XRD、SEM、排水法及网络分析仪等方法研究了不同H3BO3添加量对所得陶瓷的物相、微观形貌、烧结特性与微波介电性能的影响.结果表明在LZT陶瓷中添加3wt% H3BO3可有效降低烧结温度,在900 ℃/2 h烧结条件下可以获得高致密性及优异的微波介电性:ρ=4.15 g/cm3,εr=17.916,Q×f=61200 GHz,Tf=-52.87×10-6/℃.     

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/℃。     

Microstructures and Microwave Dielectric Characteristics of Ca(Zn1/3Nb2/3)O3 Complex Perovskite Ceramics

Ca(Zn_1/3Nb_2/3)O₃ microwave dielectric ceramics were prepared using a solid-state reaction process, and their microwave dielectric properties were evaluated as functions of sintering and postdensification annealing conditions. The relationship between microwave dielectric properties and processing was interpreted through the variation of microstructures. The dielectric constant showed slight variation with sintering and annealing conditions, but the Q × f value increased at first and then decreased with increased sintering temperature, and annealing in oxygen indicated significant improvement in Q × f , especially for the specimens sintered at higher temperatures. The good microwave dielectric properties were obtained in the ceramics sintered at 1225°C in air for 3 h and annealed at 1100°C in oxygen for 8 h: ɛ= 34.1, Q × f = 15 890 GHz, τ_f=−48 ppm/°C.     

MgO-CeO2二元系复相陶瓷的微波介电性能研究

采用传统固相法制备了xMgO-yCeO2[摩尔百分比(mol％):x:y=1:1、1:2和2:1]二元系微波介质陶瓷,并研究了该体系的相组成、烧结性能和微波介电性能之间的影响关系.X射线衍射(XRD)结果表明,当烧结温度为1520～1680℃时,所研究组分范围内MgO-CeO2二元系并未形成固溶体,均为MgO与CeO2两相共存态;电子扫描显微镜带能谱仪(SEM-EDS)分析结果也进一步证实了这一现象的正确性.这说明,在MgO-CeO2二元体系内,各组分反应的吉布斯标准自由能较高.此外,由矢量网络分析仪测试所得的微波介电性能可知,随着烧结温度的增加,MgO-CeO2、2MgO-CeO2和MgO-2CeO2复相陶瓷的εr受温度的影响程度较小,而Q×f值(f=6.6～7.7 GHz)则呈先增后减趋势;其中,在1600℃烧结4 h时,该系列样品的τf值均处于(-59～-62)×10-6/℃范围内.此外,以上分析结果也为MgO-CeO2二元系相图的成分裁剪范围和构建提供了一定的实验依据.     

钴离子取代对Ca5Mg4–xCox(VO4)6陶瓷微波介电性能的影响

采用固相反应法制备低温烧结Ca₅Mg₄(VO₄)₆微波介质陶瓷,研究了Co掺杂取代Mg对微波介电性能的影响。结果表明:Co取代后样品形成了固溶体,导致烧结温度降低。当相对密度较低时,致密度主导着εr的变化;当相对密度较高时,εr主要受单位体积离子极化率的影响。此外,Co取代使得晶粒尺寸减小,进而促进了Q×f值的提升。由于τf与键能有着密切的联系,而V—O键的键能最大,τf随着V—O键键能的变化而改变。Ca5Mg4(VO₄)₆具有最佳的微波介电性能:εr=9.65,Q×f=54 685 GHz,τf=–55.3×10^–6℃^–1。