Ca1-3xLn2xTiO3（x=0．13，0．2；Ln=La，Nd，Sm）高介微波介质陶瓷

探讨了烧结温度、组成和稀土元素对Ca1-3xLn2xTiO3（x=0．13，0．2；Ln=La，Nd，Sm）陶瓷的晶体结构、微波介电性能的影响。X射线衍射（XRD）分析表明，除Ca1-3xLn2xTiO3（x=0．2；Ln=Sm）陶瓷中含有少量的第二相（Sm2Ti2O7）外，其余Ca1-3xLn2xTiO3（x=0．13，0．2；Ln=La，Nd，Sm）陶瓷均形成了单一正交钙钛矿相。x=0．13的样品微波介电性能明显优于相应的x=0．2的样品。部分Ca1-3xLn2xTiO3（x=0．13，0．2；Ln=La，Nd，Sm）陶瓷微波介电性能如下：ε=119．6、Qf=10674GHz、τf=304．4×10^-6/℃（x=0．13、Ln=La）；ε=108．9、Qf=14919GHz、τf=236．2×10^-6／℃（x=0．13、Ln=Nd）；ε=101．3、Qf=14485GHz、τf=186．6×10^-6／℃（x=0．13、Ln=Sm）。     

片式多层微波器件用Ca[(Li0.33Nb0.67)0.8Ti0.2]O3-δ微波介质陶瓷的制备

研究了烧结助剂Bi2O3对添加锌硼硅玻璃的Ca[(Li0.33Nb0.67)0.8Ti0.2]O3-δ陶瓷烧结特性、微观结构和介电性能的影响,分析了该陶瓷与银电极的共烧行为.结果表明随着Bi2O3添加量增加,陶瓷体气孔含量减少,体密度和介电常数εr增加,而品质因数Q×f值下降,频率温度系数τf由正值变为负值.添加7.5%(质量分数)锌硼硅玻璃和3.0%(质量分数)Bi2O3的陶瓷样品在900℃烧结,其介电性能εr=36.73,Q×f=10 396GHz(336GHz),τf=-3.27×10-6/℃.陶瓷与银电极共烧界面结合状况良好,无明显扩散.该材料可用于制造片式多层微波器件.     

V2O5溶胶掺杂Li1.05Nb0.55Ti0.55O3微波介质陶瓷的烧结特性及介电性能

研究了V2O5溶胶含量对Li1.05Nb0.55Ti0.55O3陶瓷烧结特性及介电性能的影响.实验结果发现,V2O5溶胶与基质形成低熔点LiVO3界面相,促使Li1.05Nb0.55Ti0.55O3烧结温度从1 100℃降至900℃;XDR表明,LiVO3相在烧结后期固溶入M相晶格中.随V2O5添加量增加,致密化温度降低,介电常数εr减少,品质因子Qf降低,频率温度系数τf变化较小掺加2%V2O5(质量分数,下同)溶胶的Li1.05Nb0.55Ti0.55O3陶瓷在900℃烧结2 h,其微波介电性能εt=60.2,Qf=3 868 GHz,τf=35.7×10-6/℃.     

掺杂FeVO4低温烧结ZnO-Nb2O5-TiO2微波介质陶瓷

研究了FeVO4对ZnO-Nb2O5-TiO2微波介质陶瓷的烧结特性、介电性能、相组成和微观结构的影响.研究表明添加3 ω/%～10ω/%FeVO4可使烧结温度从1200℃降低到960℃,XRD与EDS分析表明FeVO4固溶入主晶相ZnTiNb2O8,导致晶格畸变,缺陷增加,促进传质,在液相和固溶体协同作用下降低烧结温度;随FeVO4添加量的增加,Zn0.15Nb0.3Ti0.55O2相和TiO2相含量增大,介电常数εr基本不变,Q·f值由于晶体缺陷增多和晶粒尺寸不均而下降;FeVO4添加量为4 ω/%的ZnO-Nb2O5-TiO2陶瓷可在940 ℃,2 h条件下致密烧结,微波介电性能为εr=40,Q·f=10 200 GHz(3GHz),τf=-9×10-6/℃,可用于制备各种多层微波频率器件.     

低温烧结ZnO-TiO2陶瓷的结构与微波介电性能

研究了CuO-V2O5-Bi2O3(CVB)低熔化合物对ZnO-TiO2二元体系相关系和介电性能的影响规律.发现少量CVB添加剂可有效降低ZnO-TiO2陶瓷的烧结温度;烧结温度对相稳定性和介电性能影响显著,当CVB的添加量为2%(质量分数)时,可使烧结温度降至850℃,并具有优异的微波介电性能,其ε=30.5,Q×f32 000GHz,τf=10×10-6/℃;增加CVB的加入量对介电常数影响不大,但使Q×f值显著降低,而进一步提高烧结温度则会使介电常数和谐振频率温度系数显著提高,而品质因数下降.     

MgO-Al2O3-SiO2微晶玻璃介电特性

以2MgO-2Al2O3-5SiO2微晶玻璃为基础成分,引入TiO2和ZnO,探讨了TiO2,ZnO及不同的热处理条件对微晶玻璃相组成、介电性能的影响.结果表明Ti4+以单体TiO2形式存在,并未取代Si4+位置,形成固溶体,随TiO2含量的增加,致密化温度升高,谐振频率温度系数τf从负变正,介电常数εr增大,Qf值减小;ZnO在堇青石微晶玻璃中,Zn2+取代Mg2+位置,形成Mg1 91Zn0 09(Al4Si5 04O18)固溶体,降低体系的自由能,促进烧结;随烧结温度升高及保温时间的延长,相组成由MgAl2Si3O10,MgAl2Si4O12转化Mg1 91Zn0.09(Al4Si5 04O18)固溶体,εr减小,Qf增大.TiO2添加量为5ω/%的MgO-Al2O3-SiO2-ZnO-H3BO3玻璃,在900℃烧结2 h,可获得较佳的介电性能εr=5.53,Qf=14 000 GHz,τf=-7×10-6/℃,是一种理想的多层片式微波器件及模块用材料.     

12CAO·7Al2O3和γ-2CaO·SiO2混合物相的合成和溶出性能研究

本文研究了CaO的加入量、合成温度、保温时间和出炉温度对合成产物物相的影响,结果发现：当CaO2Al2O3：SiO2为2．38：1：0．77,合成温度1500℃,保温时间30min和出炉温度100℃时可获得只含有12CAO·7Al2O3和γ-2CaO·SiO2且氧化铝溶出性能较好的物料。采用二次回归正交试验法对读物料进行了溶出性能的研究,详细考察了其受碳钠浓度、氧化铝浓度、溶出温度、溶出时间和液固比的影响规律,得到的回归方程在0．01水平上高度显著,且方程回归值与试验值的相对误差不超过3％,回归方程的教学表迭式为：氧化铝溶出率Y=-3．094×100Nc^2-4．049×10^-5fT＋5．853×10^-3Nc＋3．192×10^-3t＋4．888×10^-3T＋5．183×10^-2L／S-5．99×10^-3．     

添加Li2O-MgO-B2O3玻璃的Li2MgTi3O8陶瓷的微波介电性能及其与Ag共烧相容性

研究添加Li2O-MgO-B2O3玻璃对Li2MgTi3O8陶瓷的烧结特性、相纯度、微观组织和微波介电性能的影响。结果表明：添加少量的玻璃能有效地将陶瓷的烧结温度从1025℃降低到875℃,且没有恶化陶瓷的微波介电性能。添加1.5%玻璃的陶瓷在875℃烧结4 h后具有优良的微波介电性能能,其介电常数εr=25.9,品质因数Q×f=45403 GHz,谐振频率温度系数τf≈0。陶瓷和Ag电极共烧几乎不发生化学反应,表现为良好的化学相容性。所制备的陶瓷可望用于低温烧结的多层微波器件。     

型(芯)砂受热试验及溃散性分析研究

通过对浇注后型（芯）砂受热温度场情况的测定分析，计算出厚壁铸钢件壁厚x与高温区域型（芯）砂厚度y之间的关系式为：y=2．596＋0．020x＋3．5×10^-4 x^2-4．1×10^-7x^3，使厚壁件水玻璃砂溃散性差的问题得到了更合理有效的解决。     

富钛BaO-TiO2（Ti／Ba=4-4．5）系微波介质陶瓷

采用固相反应法制备了富钛BaTi4＋xO9＋2x（x=0．0-0．50）微波介质陶瓷，探讨了TiO2含量以及烧结温度对物相组成和介电性能的影响。在1300～1350℃烧结BaTi4＋xO9＋2x陶瓷即可达到约98％的相对密度。当x≤0．28时，BaTi4＋xO9＋2x陶瓷为BaTi4O9单相。随TiO2含量的增加，BaTi4＋xO9＋2x陶瓷从BaTi4O9单相逐渐转变成以BaTi4O9为主相，同时出现TiO2和Ba2Ti9O20相，并且随烧结温度提高，TiO2含量较多的试样中出现更多的Ba2Ti9O20相。随TiO2含量的增加介电常数逐渐增大，而Qf值呈下降趋势。Qf值从x=0．0时的约40000GHz逐渐降低至x=0．50时的15000GHz。     

Preparation and characterization of Mg-doped CaCu3Ti4O12 thin films

Mg-doped CaCu_3?xMg_xTi₄O₁₂ (x=0, 0.05, 0.1, 0.15, 0.2, at.%) thin films were prepared by a modified sol?gel method. A comparative study on the microstructure and electrical properties of Mg-doped CaCu₃Ti₄O₁₂ (CCTO) thin films was carried out. The grain sizes of the Mg-doped CCTO thin films were smaller in comparison to the undoped CCTO films. Furthermore, compared to undoped CCTO films, Mg-doped CCTO thin films obtained higher dielectric constant as well as excellent frequency stability. Meanwhile, Mg doping could reduce the dielectric loss of CCTO thin films in the frequency range of 10⁴?10⁶ Hz. The results showed that the Mg-doped CCTO thin films had the better electrical characteristics compared with the undoped CCTO films. The nonlinear coefficient of Mg-doped CCTO thin films at x=0.15 and x=0.1 was improved to 7.4 and 6.0, respectively.     

热透波材料技术研究进展

热透波材料技术是高超声速飞行器实现通讯与精确导航的关键技术,文章从热透波材料体系、热透波材料热电行为和高温电性能测试技术等方面对热透波材料及其相关技术的发展现状进行了简要介绍。在材料体系方面,石英陶瓷及二氧化硅基复合材料是目前应用的主要材料品种,多孔氮化物陶瓷及陶瓷基复合材料是未来发展的重要方向。在热电行为研究方面,对典型氧化物、氮化物、氮氧化物材料热电行为规律及杂质离子对材料热电行为的影响等方面的研究获得重要进展,并获得试验验证。在高温电性能测试方面,近年来突破了1600℃高温宽频测试关键技术,并获得了氧化硅熔融态介电性能实测数据,国外和国内已实现8MW／m^2热透波实时测试。     

SiC边界层陶瓷电容器的研制

选用α—SiC（4-10μm）作为主晶相，SiO2-CuO作为晶界绝缘层，以两步包裹法制备SiC—SiO2-CuO复合颗粒。干压成型后，在不同温度下常压烧结制得边界层电容器。采用SEM、XRD及密度测试等手段对烧结品进行性能分析。结果发现：1300℃为最佳烧结温度，该温度下最高介电常数（ε）为713100；电容器具有正的介温系数，介电常数在50℃附近急剧增大，而介质损耗（tanδ）在该温度点急剧降低，60℃之后两者均趋于稳定，这可能与界面处产生的空间电荷极化有关；电容器具有强烈的频率色散效应。     

氟化钙掺杂对钛酸锶钡陶瓷结构和介电性能的影响

研究了Ca F2掺杂对钛酸锶钡(Ba0.6Sr0.4Ti O3,BSTO)陶瓷的结构和介电性能的影响。采用传统烧结工艺制备了Ca F2掺杂的BSTO陶瓷,对其晶体结构、微观形貌和介电性能进行了研究。XRD结果显示,Ca F2掺杂BSTO陶瓷为钙钛矿结构,当掺杂量≥3%(质量分数)时,基体中出现第二相Ba Ca Ti O4。添加少量Ca F2(0.5%)可明显减小晶粒尺寸,随掺杂量继续增加,晶粒尺寸变化不明显。Ca F2掺杂降低了BSTO陶瓷的介电常数和介电可调性,减小了其介电损耗,提高了材料的综合使用性能。     

基于MEMS超级电容器的高介电常数CaCu3Ti4O12薄膜制备及电学特性研究

相对于电化学超级电容器,静电式电容器具有更高的功率密度和可靠性,但能量密度过低。本文提出制备基于高介电常数薄膜CaCu₃Ti₄O₁₂(CCTO)的高能量密度MEMS静电式超级电容器。首先,以硅片为基底,通过溶胶-凝胶法在不同烧结温度(700℃、800℃、900℃)下制备CCTO薄膜,分别采用X射线衍射仪(XRD)和场发射扫描电镜(FE-SEM)对薄膜的形貌、组分和结晶状况进行表征,发现在800℃烧结温度下CCTO薄膜结晶状况最佳。然后,利用金属-绝缘层-半导体结构测试其I-V和C-V特性,计算得到薄膜的最大阈值电压和能量密度分别为47V和3.2J/cm₃。同时,首次对高介电常数介质膜中存在的介质充电现象进行了研究,并分析了介质充电对静电式超级电容器性能的影响。     

Bi掺杂对Ba_(6-3x)La_(8+2x)(Ti_(0.95)Zr_(0.05))_(18)O_(54)(x=2/3)陶瓷的烧结性能和介电性能的影响

采用传统固相反应法制备Ba6-3x(La1-mBim)8+2x(Ti0.95Zr0.05)18O54(x=2/3)微波介质陶瓷,研究Bi掺杂对Ba6-3xLa8+2x(Ti0.95Zr0.05)18O54(x=2/3)陶瓷的烧结性能、微观结构以及介电性能的影响。结果表明:当0m0.4时,Bi3+取代A1位的La3+生成单相类钨青铜型固溶体;当Bi3+的掺杂量超过这个范围时,La0.176Bi0.824O1.5作为第二相出现在固溶体中;Bi3+的掺入使Ba6-3xLa8+2x(Ti0.95Zr0.05)18O54(x=2/3)陶瓷的烧结温度从1400℃降低到1300℃,同时,其介电常数大幅度提高,谐振频率温度系数减小,但品质因数急剧减小;当m=0.05时,1350℃下保温2h烧结获得的陶瓷具有微波介电性能,εr=88.63,Q·f=4395GHz,τf=6.25×10-6/℃。     

LnNbO_4(Ln=Ce)陶瓷的微波介电性能

以轻稀土元素铈(Ce)替代A位离子,研究了铌酸铈陶瓷LnNbO_4(Ln代表La至Lu包含Y的稀土元素)的制备工艺、显微结构与介电性能.由于加热制度的不同,材料结构可在CeNbO_(4+0.25) 与CeNbO_4变化,多余的氧原子占据间隙位置而形成了Ce原子的8+2配位体结构,并因此造成介电性能的变化.     

微波陶瓷材料的自动校准测量

介绍了短路型平行板法测量微波陶瓷介质谐振器的原理、平行板法自动测量系统的硬件组成、自动化校准测试程序的流程图以及友好直观的测试界面；为提高测试数据的可靠性和精确性，该系统特别增添具有自动搜索判别正确谐振峰的功能，并采用2种不同的方法对平行金属板电导率进行标定，不仅完善系统的自动化测量程度，而且提高微波陶瓷材料的测试可靠性和精确性，可实现精确、自动地测量微波陶瓷材料的介电性能参数。     

Transmission spectra characteristics of 1D photonic crystals with complex dielectric constant

The characteristics of photonic forbidden bands,transmission gain and absorption of one-dimensional (1D) dual-periodical photonic crystals (PC) with a complex dielectric layer were studied by using the optical transfer matrix (TM) method.The results show that the photonic band gap (PBG) of this structure is enlarged and many transmission resonance peaks appear in PBG.Large transmission gain for transmission peaks is obtained if the imaginary part of dielectric constant is negative.With the increase of the absolute value of the imaginary part,the transmission gain increases firstly and the transmittance gain gets to an apex.The imaginary parts of dielectric constant corresponding to transmission gain apex are different according to wavelength.However,the transmission ratio of resonance peaks is less than 1 if the imaginary part of dielectric constant is positive.The properties might be used to design multi-narrow-channel band filters and optical amplification devices synchronously.