Fe2O3掺杂的BST/MgO铁电移相器材料

采用传统陶瓷工艺制备了Fe2O3掺杂BST/MgO铁电陶瓷材料。研究了Fe2O3掺杂量对该复合体系εr、tanδ等参数的影响。结果表明,适量的掺杂能有效改善体系的电性能。控制掺杂量x(Fe2O3)为0.1%,陶瓷介质在微波频段(S波段)的εr为100.5;tanδ约为5.3×10–3;4000V/mm偏压下的调谐性可达14.2%。采用极化理论对掺杂机理进行了探讨。     

BSTO/MgO铁电移相材料的研究

采用固相反应法制备了钛酸锶钡/氧化镁(BSTO/MgO)铁电移相材料。研究了材料的相组成、显微结构和介电性能。经测试分析表明:MgO 与 BSTO 复合后,并没有出现二次相,且晶粒形状分布均一,粒度均匀;w(MgO)为 50%时,材料的低频(10 kHz)εr为 157,tgδ 为 0.000 6,高频(约 2.5 GHz)εr为 120,tgδ 为 0.008;4 000 V/mm偏压下的调谐性为 17.5%,基本上达到了相控阵移相器在高频下工作的要求。     

一种新型BST薄膜移相器的电路设计

采用铁电材料钛酸锶钡(BST)的薄膜移相器以其成本低廉、响应速度快、频带宽、体积小、重量轻、控制简单等诸多优点而引起关注.本文对BST薄膜移相器的设计模型进行研究分析,提出了一种新型的电路结构,在BST材料移相器的大移相量和尽可能低的损耗一对矛盾中找到一个平衡点.并通过ADS仿真验证了这一新型电路.     

BSTO移相器材料结构与温度特性的研究

为了改进BSTO/MgO系铁电移相材料的电学性能,研究了在同等掺杂条件下,调节Ba1–xSrxTiO3中各成分的配比,即改变x的取值对材料结构及温度特性的影响。实验表明:当x=0.45时,BSTO/MgO系统在10kHz下,εr=84.45;tanδ=3.4×10–3;可调率为11.01%(5kV/mm)。3.5GHz下,εr=87.01,tanδ=4×10–3,并具有相对较好的温度稳定性,在–20~+40℃下αεr=–0.482×10–2/℃,可调率温度系数为–0.836×10–2/℃。     

BSTO/RO铁电移相材料的介电性能及应用探讨

采用固相反应法制备了不同组分钛酸锶钡/轻金属或稀土氧化物(BSTO/RO)铁电移相材料。研究了该系材料的介电性能。结果表明:对于Ba0.6Sr0.4TiO3/质量分数为60%RO材料,1MHz下,εr为119,tanδ为0.001;3.37GHz下,εr为110,tanδ为0.004。3×103V/mm偏置场强下,介电调谐率η为12.8%。材料的介电性能基本上达到了相控阵移相器的使用要求。     

BST-C复相材料的微波衰减性能

以BaCO3、Sm2O3、TiO2(BST)和石墨C为原料,1300℃、N2气氛下热压烧结1h制备了BST-C复相衰减材料。运用XRD、SEM和矢量网络分析仪对BST-C复相衰减材料的相组成、显微结构和衰减性能进行表征。结果表明,添加石墨不影响Ba4.5Sm9.0Ti18O54主晶相的生成。石墨的添加有利于改善BST基体的微波衰减性能,呈现选频衰减,当w(石墨)为15%时,在13.97GHz频率点有最大衰减量6.325dB。     

铋掺杂对BST/MT复相铁电材料介电性能的影响

研究了Bi2O3掺杂对钛酸锶钡/钛酸镁(BST/MT)复合体系介电常数、介电损耗以及调谐性等介电性能的影响。实验表明,适量的掺杂能有效的改善体系的电性能。控制掺杂质量分数为0.8%,获得陶瓷介质在微波频段(S波段)的相对介电常数在100左右;介质损耗约为2×10-2;4 000 V/mm的偏压下调谐性可达12%。采用极化理论对掺杂机理作了一定的探讨。     

水热合成钛酸铋纳米粉体的研究

采用Bi(NO3)3.5H2O和TiCl4的混合物为前驱物,以KOH为矿化剂,在高压釜内经不同温度和时间的水热处理,获得了晶粒完整的Bi4Ti3O12粉体。借助XRD、SEM及TEM对Bi4Ti3O12的晶相组成、粒度、形貌进行了分析。研究结果表明:随水热温度的提高及时间的延长,晶体发育越完整,粒度越大;当温度为240℃,反应时间为4 h时,Bi4Ti3O12为短轴在30 nm左右,长轴大于100 nm的矩形片状晶体。     

钛酸锶钡(BST)铁电移相器材料的研究现状

钛酸锶钡(BST)材料被普遍认为是最有前途的铁电移相器材料。BST作为铁电移相器材料的研究已有多年,到目前为止取得了不少突破性的进展。综述了国内外研究人员在BST体材、厚膜以及薄膜方面所做的工作及获得的一些成果。     

低BaTiO3PTCR材料的研究

文介绍了ＢａＴｉＯ３半导瓷ＰＴＣＲ材料的性能，给出了低ＲＴＣＲ材料的配方，工艺要点及主要特性参数，提出了改进性能的途径。     

Sr0.3Ba0.7Bi3.7La0.3Ti4O15铁电陶瓷的烧结及介电性能

采用两步烧结工艺制备Sr0.3Ba0.7Bi3.7La0.3Ti4O15铁电陶瓷,研究了烧结工艺对陶瓷的晶相和介电性能的影响。结果表明:适当提高最高温度、保温温度和保温时间可改善陶瓷的介电性能。当最高温度为1180～1200℃,在1050～1080℃保温5～15h时,其εr为238～262,tanδ小于10–2,σ为1.0×10–11～10–12S·m–1。该烧结工艺可减少铋的挥发,降低氧空位浓度,因而减弱了陶瓷的高温低频耗散现象。随着保温时间的增加,高温电导得到有效抑制,在1050℃保温15h样品的σ降低了一个数量级,在280℃时为5.2×10–9S·m–1。     

[(Na0.97-xKxLi0.03)0.5Bi0.5]TiO3无铅压电陶瓷的性能研究

采用传统电子陶瓷工艺,制备了多重离子A位复合的、具有钙钛矿结构的新型压电陶瓷材料[(Na0.97-xkxLi0.03)0.5Bi0.5]TiO3(其中x为0.10,0.15,0.20和0.25),研究了该陶瓷的相结构与介电铁电性能。结果表明,随着K+含量的增加,材料的晶粒尺寸明显细化,εr也随之增加,tanδ先降低后增加,其弥散性指数均介于1.7～1.9。在x为0.25时,材料为两相共存结构,其εr峰值达到2353.22,tanδ仅为0.058,d33达到80pC/N,Ec为1.71×103V/mm,表现出优异的介电和压电性能。     

Bi基BNT-BKT-BiFeO3陶瓷的准同型相界和电性能

采用固相反应法,制备了Bi基(1–x–y)(Bi0.5Na0.5)TiO3-x(Bi0.5K0.5)TiO3-yBiFeO3(x=0.12～0.24,y=0～0.07)钙钛矿型三元系无铅压电陶瓷,研究了该陶瓷组分与其晶相结构、电性能的关系。结果表明:除x=0.24,y=0.03的组分析出第二相外,其他组分均能形成纯钙钛矿固溶体,陶瓷三方、四方相共存的准同型相界(MPB)组分范围为x=0.18～0.21,y=0～0.05。在MPB附近陶瓷具有较好的压电性能,其d33和kp在x=0.18,y=0.03达到最大值:d33=171pC/N,kp=0.366。     

钨掺杂CaBi4Ti4O15基陶瓷的介电和铁电性能研究

用固相反应法制备了钨掺杂的铋层状结构铁电陶瓷Ca0.7La0.3Bi4(Ti1–xWx)4O15(x=0,0.025,0.100和0.200)。研究了钨掺杂对其介电、压电和铁电性能的影响。结果表明,当x<0.1时掺钨陶瓷已形成单晶相。Ca0.7La0.3Bi4(Ti0.975W0.025)4O15陶瓷具有最佳性能,其εr为183.15,tanδ为0.00446,d33为14pC/N,2Pr为26.7×10–6C/cm2,2Ec为220×103V/cm。SEM显示CaBi4Ti4O15基陶瓷的晶粒为片状。     

基于铁电移相器的Ka波段低成本相控阵天线研究

为解决铁电体陶瓷移相器中高相对介电常数材料间的匹配问题,研制了一种可用于Ka波段低成本相控阵天线的新型铁电体陶瓷材料移相器,并用其设计制作了一种一维电扫低成本相控阵天线。结果表明:通过利用三级阻抗匹配技术,所制新型移相器中高相对介电常数材料间的匹配问题得到了有效解决。当外加偏置电压约为11 kV时,该移相器可在损耗小于2.2 dB的情况下实现360°相移。     

sol-gel法制备BST薄膜及介电调谐性能

采用sol-gel法制备了Ba0.6Sr0.4TiO3薄膜。探讨了溶胶中醋酸和乙二醇用量对BST晶化温度和物相的影响,配制出了晶化温度低且无杂相的BST溶胶,对比了退火升温速率对BST薄膜形貌的影响。发现在低速率升温条件下生长的薄膜致密、均匀一致,无气孔、裂纹。测试了薄膜的介电调谐性能,在室温1 MHz下,BST薄膜的εr、tanδ和T分别为592,0.025和42%。