xCa_(0.8)Sr_(0.2)TiO_3-(1-x)Li_(0.5)La_(0.5)TiO_3系陶瓷介电性能的调控

采用烧成法制备了xCa_(0.8)Sr_(0.2)TiO_3-(1-x)Li_(0.5)La_(0.5)TiO_3(CST-LLT)(x=0.4~0.8)系介质陶瓷,表征了其物相组成、结构特征及介电性能。所制备的材料具有钙钛矿结构特征,随着Li_(0.5)La_(0.5)TiO_3组分的减少,1 170~1 260℃烧结的CST-LLT陶瓷介电常数(ε_r)变化范围在154.8~275.2,而品质因数(Q·f)在1 360~1 479GHz内先增加后逐渐减小,谐振频率温度系数(τ_f)变化范围为(-720.6~470.5)×10~(-6)/℃。当x=0.5,烧成温度为1 200℃,保温3h时,可得到理想的介电性能的介质陶瓷:ε_r=230,Q·f=1 455GHz,τ_f=24.5×10~(-6)/℃。     

高介电(1–x)Ca_(0.7)Nd_(0.2)TiO_(3-x)Ba_(0.4)Sr_(0.6)TiO_3陶瓷微波介电特性

采用固相反应法制备了具有钙钛矿结构的(1–x)Ca_(0.7)Nd_(0.2)TiO_(3-x)Ba_(0.4)Sr_(0.6)TiO_3(0.05≤x≤0.5)陶瓷,并对其烧结行为、相组成、显微结构及微波介电性能进行了研究。结果表明:随着(Ba0.4Sr0.6)2+含量的增加,(1–x)Ca_(0.7)Nd_(0.2)TiO_(3-x)Ba_(0.4)Sr_(0.6)TiO_3(0.05≤x≤0.5)陶瓷的品质因数(Q·f)及谐振频率温度系数(τf)单调递减,而相对介电常数(εr)先升后小幅降低。当x=0.2,且烧结温度为1 450℃时,该介质陶瓷的微波介电性能为:εr=151.3,Q·f=5 900 GHz,τf=399.4×10–6/℃。与CaTiO_3(εr=160,Q·f=6 800 GHz,τf=850×10–6/℃)相比,Q·f和εr略微降低,τf有较大程度的减少,故此陶瓷体系有望替代CaTiO_3成为新一类高介电性微波陶瓷。     

温度稳定型Li_2(Zn_(1–x)Co_x)_2Mo_3O_(12)陶瓷的微波介电性能研究

采用固相反应法制备了Li_2(Zn_(1–x)Co_x)_2Mo_3O_(12)陶瓷,研究了Co~(2+)取代对其相结构和微波介电性能的影响,并通过添加Ti O_2调节了该陶瓷的τ_f值。结果表明:不同Co~(2+)取代的Li_2(Zn_(1–x)Co_x)_2Mo_3O_(12)陶瓷均显示出单相钒铁铜矿结构。随着Co~(2+)取代量的增加,陶瓷的致密化温度显著降低,相对密度和Q·f值均呈现先增大后减小的趋势。当x=0.1时,陶瓷具有相对较好的微波介电性能:ε_r=10.85,Q·f=65 031 GHz,τ_f=–73×10~(–6)/℃。添加Ti O_2能够有效调节Li_2Zn_2Mo_3O_(12)陶瓷的τ_f值向正值方向移动,0.4Li_2(Zn_(0.9)Co_(0.1))_2Mo_3O_(12)-0.6Ti O_2陶瓷的介电性能较佳:ε_r=15.80,Q·f=22 991 GHz,τ_f=–4.5×10~(–6)/℃。     

LMT-CT-LST高介电复合陶瓷的制备及性能调控

采用传统固相合成法制备0.1La(Mg_(0.5)Ti_(0.5))O_3-(0.9-x)CaTiO_3-x(Li_(0.5)Sm_(0.5))TiO_3(LMT-CT-LST,摩尔比x=0.1~0.6)系列微波介质陶瓷,并研究该系列微波介质陶瓷的物相结构、表面形貌及微波介电性能。X线衍射(XRD)研究表明,所有的LMT-CT-LST样品均为钙钛矿结构。扫描电镜(SEM)表明,随着(Li_(0.5)Sm_(0.5))TiO_3含量的增加,样品的晶粒尺寸会不断增加。当x=0.6时,有些晶粒会出现异常长大现象,这对样品的微波介电性能有很大的影响。介电性能研究结果显示,随着(Li_(0.5)Sm_(0.5))TiO_3含量从0.1增加至0.6,介电常数(εr)略微从121.56减小至117.5,而对应的品质因数(Q×f)从10 055.71GHz降低至4 042.15GHz;此外,该体系谐振频率温度系数(τf)随(Li_(0.5)Sm_(0.5))TiO_3含量的增加逐渐向负值方向移动。当x=0.6时,复合陶瓷在1 340℃烧结4h,可获得最佳的综合微波介电性能,即ε_r≈117.5,Q×f≈4 042.15GHz(f=3.415 GHz),τ_f≈10.13×10-6/℃。     

微波基板用陶瓷材料Li_2Mg_(1-x)Zn_xTi_3O_8微波性能研究

通过传统固相反应法制得三元系尖晶石结构的Zn掺杂的Li_2Mg_(1-x)Zn_xTi_3O_8(LMT)陶瓷。讨论了Zn掺杂对Li_2MgTi_3O_8陶瓷试样的相结构、显微结构及微波介电性能的影响。当Zn掺杂量为0.06时,Li_2Mg_(0.94)Zn_(0.06)Ti_3O_8陶瓷试样在1 075℃烧结4h可获得良好的显微结构与微波性能,其中介电常数适中(ε_r≈26.58),品质因数较高((Q×f)≈44 800GHz),谐振频率温度系数趋近于0(τ_f≈1.9μ℃~(-1))。该研究得到的陶瓷材料具有良好的微波介电性能,可作为无机填充材料运用于微波复合介质基板材料的研制中。     

微波烧结Ba_(6-3x)Sm_(8+2x)Ti_(18)O_(54)陶瓷材料的初步研究

研究了Ba_(6-3x)Sm_(8+2x)Ti_(18)O_(54)(x=0.67,BST)陶瓷材料的微波烧结情况,从烧结特性、微结构与相组成及微波介电性能等方面对微波烧结的样品与传统工艺制得的样品进行了对比.结果表明, 与传统制备工艺相比,微波烧结BST陶瓷缩短了烧结周期,并促进了样品的致密化,其物相组成和传统烧结的样品没有区别,且晶粒细小分布均匀.微波烧结BST陶瓷可获得较优的微波介电性能:介电常数ε_r=82.89,品质因数与频率之积Qf=8 450 GHz(频率f=4.75 GHz),谐振频率温度系数τ_f=22.58×10~(-6)/℃.     

(1-x)ZnWO4-xTiO2陶瓷的微波介电性能研究

用固相反应法在1150℃烧结2h得到了致密的(1-x)ZnWO4-xTiO2 (0.1≤x≤0.8)系列微波介质陶瓷,对陶瓷的相组成、显微结构及微波介电性能进行了研究.结果表明:在(1-x)ZnWO4-xTiO2 (0.3≤x≤0.5)陶瓷样品中存在ZnWO4、TiO2及Zn2TiO4三相,当Zn2TiO4相的量较多时,样品的微波介电性能较好.随着TiO2的含量增加,(1-x) ZnWO4-xTiO2陶瓷的εr及τf值单调递增,而Q·f值则先上升后下降.当x=0.4时,(1-x)ZnWO4-xTiO2陶瓷样品的微波介电性能为:εr=26.56、Q·f=42 278 GHz及τf =61.37× 10-6/℃.它是一种具有中等介电常数,中低烧结温度且性能优良的微波介质陶瓷新体系.     

ZBS玻璃对0.6Li_2ZnTi_3O_8-0.4Li_2TiO_3陶瓷微波介电性能及烧结特性的影响

采用固相烧结法制备0. 6Li_2ZnTi_3O_8-0. 4Li_2TiO_3陶瓷,并研究了ZBS (ZnO-B2O3-SiO2)掺杂对0. 6Li_2ZnTi_3O_8-0. 4Li_2TiO_3陶瓷的相组成、致密度、微观形貌及微波介电性能的影响。结果表明,0. 6Li_2ZnTi_3O_8-0. 4Li_2TiO_3+xZBS陶瓷中仅存在Li_2ZnTi_3O_8和Li_2TiO_3相。随着x的增加,其致密化温度逐渐降低,相对介电常数εr和品质因子Q·f均先增加后减小,谐振频率温度系数τ_f基本不变。当x为1%(质量分数)时,0. 6Li_2ZnTi_3O_8-0. 4Li_2TiO_3+1%ZBS陶瓷在900℃烧结4 h后具有良好的微波介电性能:εr=25. 4,Q·f=88640 GHz,τ_f=-1×10~(-6)℃~(-1),且与Ag具有良好的化学相容性。     

掺杂Nd3+对CLST陶瓷微波介电性能的影响

用固相法制备了x(Ca0.61Nd0.26)TiO3(1-x)(Li1/2Sm1/2)TiO3(CNLST)(x=0.3～0.6)微波介质陶瓷,研究了掺杂Nd3+对CaTiO3-Li1/2Sm1/2TiO3(CLST)陶瓷介电性能的影响。结果发现,该体系在掺杂Nd3+后均形成钙钛矿结构,其介电常数εr和谐振频率温度系数τf均随x的增大而增加,品质因数与谐振频率的乘积Qf值随x的增大而降低;当x=0.48时,在1 150 ℃预合成,1 250 ℃烧结保温3 h得到材料的微波介电性能：εr=123,Qf=4 122 GHz（f=1.5 GHz）,τf=0.8 μ℃-1。     

烧结温度对Li_2(Mg_(1/2)Zn_(1/2))SiO_4系微波陶瓷介电性能的影响CSCD

采用传统固相合成法制备了Li_2(Mg_(1/2)Zn_(1/2))SiO_4微波介质陶瓷,并系统研究了该陶瓷的相成分、微观形貌、微波介电性能与烧结温度之间的影响关系。XRD结果表明:在1100~1180℃温度烧结,该体系的主晶相均为Li_2(Mg_(0.8)Zn_(0.2))SiO_4,但同时也伴随有少量的MgSiO_3第二相。SEM结果表明:随着烧结温度的升高,样品的晶粒尺寸不断增加,尤其是当烧结温度为1180℃时,有些大晶粒出现了开裂现象,这会在一定程度上降低样品的品质因数(Q·f)。因此,对于微波介电性能,随着烧结温度的增加,Li_2(Mg_(1/2)Zn_(1/2))SiO_4陶瓷的Q·f值呈先增后减趋势,而相对介电常数(ε|_r)的数值较为稳定;此外,该体系谐振频率温度系数(τ_f)随烧结温度的增加逐渐向正值方向移动。当在1160℃烧结4 h时,Li_2(Mg_(1/2)Zn_(1/2))SiO_4陶瓷可获得最佳的微波介电性能:ε_r=6.09,Q·f=21 616 GHz(f=11.62GHz)和τ_f=–64.34×10^(–6)/℃。     

Nd3+、Li1+对CaTiO3微波介电性能的影响

研究了Nd3 、Li1 取代对CaTiO3微波介电性能的影响。以x=0.39的Ca1-xNd2x/3TiO3(CNT)为典型材料,在1 300~1 380℃烧结制备CNT。在1 350℃烧结4 h,可制备出介电常数rε=109.24,品质因数与频率之积Qf=8 650 GHz,谐振频率温度系数τf= 243×10-6/℃的CNT(x=0.39)微波陶瓷。对于(1-y)Ca1-xNd2x/3TiO3-yLi1/2Nd1/2TiO3(CNLNT),采用一步预合成法在1 200~1 380℃烧结制备CNLNT(x=0.39,y=0.49)微波陶瓷。随着烧结温度的提高,CNLNT(x=0.39,y=0.49)陶瓷的rε下降,τf略有下降。当烧结温度超过1 300℃时,Qf值下降。在1 300℃烧结4 h,rε=104,Qf=3 440 GHz,τf= 9×10-6/℃。     

MZT-CLT介质陶瓷的微波烧结研究

微波烧结法制备(1-x)(Mg_(0.7)Zn_(0.3))TiO_(3-x)(Ca_(0.61)La_(0.26))TiO_3(MZT-CLT,x=0.13)系介质陶瓷,研究微波烧结工艺对MZT-CLT陶瓷烧结性能、微观结构、相组成和微波介电性能的影响。结果表明,MZT-CLT陶瓷的主晶相为(Mg_(0.7)Zn_(0.3))TiO_3(MZT)、Ca_(0.61)La_(0.26)TiO_3(CLT),第二相为(Mg_(0.7)Zn_(0.3))Ti_2O_5;升温速率15℃/min,烧结温度1 275℃,保温时间20min时,陶瓷微波介电性能优良:介电常数εr=26.21,品质因数与频率之积Q·f=120 000GHz,频率温度系数τf=-3×10~(-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.     

低温烧结(1–x)Ba_3(VO_4)_(2-x)Li_2WO_4微波介质陶瓷的研究

为了获得低温烧结的陶瓷材料,用固相反应制备了(1–x)Ba3(VO4)2-x Li2WO4(0.05≤x≤0.20)微波介质陶瓷。实验结果表明:随着添加剂Li2WO4的增加,复合陶瓷的相对体密度、相对介电常数εr和品质因数Q·f都呈现出先增加随后又降低的趋势,而谐振频率温度系数τf呈线性降低。添加了摩尔分数0.15Li2WO4的微波介质陶瓷在850℃烧结2 h达到约96.8%的致密度,并获得最佳的微波介电性能:εr=13.7,Q·f=97000 GHz,τf=1.8×10–6/℃。     

0.7CaTiO_3-0.3(La_xNd_(1–x))AlO_3微波介质陶瓷的研究

利用传统固相反应法制备了具有不同LaAlO3含量的0.7CaTiO3-0.3(LaxNd1–x)AlO3(以下简称CTLNA)系微波介质陶瓷,研究了所制CTLNA陶瓷的微观结构和微波介电性能。结果表明,用x=0.5的La3+取代Nd3+能有效促进样品晶粒的均匀分布,降低样品的气孔率。少量添加SrTiO3能进一步增加样品的致密度,提高CTLNA系微波陶瓷的介电性能。经原料组分及工艺优化,制备的0.7(Sr0.01Ca0.99)TiO3-0.3(La0.5Nd0.5)AlO3样品密度高、晶相均匀,其微波介电性能如下:εr=45.87,Q.f=41 612 GHz(4 GHz),τf=10×10–6/℃。     

r(Nd)/r(Bi)对Ba0.75Sr0.25(NdxBi1-x)2Ti4O12微波陶瓷性能的影响

BaR2Ti4O12(R为稀土元素)系固溶体有很好的微波介电性能,尤其是Nd系材料有很高的介电常数(εr)和高品质因数(Q×f),该文研究了不同Nd/Bi比对Ba0.75Sr0.25(NdxBi1-x)2Ti4O12微波介质陶瓷结构性能的影响。当x=0.75时,即摩尔比x∶(1-x)=3∶1时(缩写为B13)有很好的介电性能:εr=118.5,Q×f=4 607(f=2.8GHz),谐振频率温度系数τf=-1.3×10-6℃-1。对不同Nd/Bi比的样品在1 250℃到1 400℃烧结3h后的陶瓷进行XRD分析后发现,陶瓷主相为BaNd2Ti4O12,有少量第二相Ba2Ti9O20。对Bi含量逐渐增加的陶瓷样品进行微观分析可知,Bi有助于致密度的提高和晶粒的增长,随着Nd/Bi比的减小,εr慢慢增大,τf渐渐趋向于0并向负方向移动,但同时降低了Q×f值。     

预烧工艺和CeO_2添加剂对(1-x)LaAlO_3-xCaTiO_3微波介质陶瓷性能的影响

利用常规固相法制备了[(1–x)LaAlO3-xCaTiO3]+yCeO2陶瓷(y为CeO2的质量分数),研究了预烧工艺和CeO2添加剂对所制陶瓷微波介电性能的影响。结果表明,LaAlO3与CaTiO3一次预烧能获得较好的微波介电性能,CeO2添加剂能有效提高材料的烧结性能和微波介电性能。(0.4LaAlO3-0.6CaTiO3)+0.2%CeO2陶瓷经1 450℃烧结5 h后能获得最佳微波介电性能:εr=43.1、Q·f=29 700 GHz、τf=–2.4×10–6/℃。     

钙钛矿锰氧化物Ca_(0.5)Nd_(0.5)(Mn_(0.7)Fe_(0.3))O_3掺杂对Ca_(0.61)Nd_(0.26)TiO_3微波介电性能的影响

研究了传统固相反应法制备所得xCa_(0.5)Nd_(0.5)(Mn_(0.7)Fe_(0.3))O_3-(1–x)Ca_(0.61)Nd_(0.26)TiO_3(0.1≤x≤0.25,CNMFT_x)多晶陶瓷相组成、显微结构、烧结性能与微波介电性能之间的影响关系。X射线衍射研究表明,在研究组分范围内CNMFT_x样品均为单一正交钙钛矿结构;当烧结条件为1 400℃/4 h,x=0.1~0.2时,Fe~(3+)/Mn~(3+,4+)替代Ca_(0.61)Nd_(0.26)TiO_3中Ti~(4+)后,相对介电常数(εr为88.5~77.5)、品质因子(Q·f为7 010~9 370 GHz)和谐振频率温度系数(τf为207.4×10~(–6)/℃~149.1×10~(–6)/℃)逐渐降低,而当x=0.25时,εr(73.4)与τf值(119.6×10~(–6)/℃)仍按规律降低,虽然此时样品晶粒尺寸更为均匀,但Q·f值(5 100 GHz)降幅增加。因此,对于ABO3型钙钛矿结构的微波介质陶瓷,当具有铁磁效应离子的添加量较小时,微波介电性能的变化符合预期规律;但当置换量达到一定比例时,铁磁性增加,导电性增强,巨磁电阻效应减小,致使微波陶瓷介电损耗增加。     

CNT对BST陶瓷微波介电性能的影响

采用XRD及SEM研究(Ca0.61Nd0.26)TiO3对微波介质陶瓷Ba4Sm9.33Ti18O54的结构和微波介电性能的影响。获得了一些性能较好的微波介质陶瓷(1–x)Ba4Sm9.33Ti18O54-x(Ca0.61Nd0.26)TiO3,其微波介电性能如下:εr=75,Q·f为8985GHz,τf为–8.2×10–6℃–1(x?=0);εr为75,Q·f为9552GHz,τf为–14.4×10–6℃–1(x?=0.2)。     

(Na_(1/2)Nd_(1/2))TiO_3陶瓷的晶体结构及微波介电性能

通过固相烧结法制备了具有高介电常数的(Na1/2Nd1/2)TiO3微波介质陶瓷,研究了烧结温度对该陶瓷微观结构及微波介电性能的影响。结果表明,在烧结温度低于或等于1 350℃时,所制陶瓷样品的主晶相为立方相的(Na1/2Nd1/2)TiO3;当烧结温度高于1 350℃时,所制陶瓷样品的主晶相变为四方相的Nd0.667TiO3。陶瓷样品的相对介电常数和品质因数随着烧结温度的升高均先增大后减小,在烧结温度为1 300℃时所制陶瓷样品最为致密,并具有最佳的微波介电性能,εr=110.06,Q×f=8 147 GHz,τf=244.6×10–6/℃。