CaWO_4-Mg_2SiO_4陶瓷的微波介电性能与应用

为了使微波介电陶瓷在厘米波段获得应用,采用固相法制备了低εr、高Q·f值的(1–x)CaWO4-xMg2SiO4(x=0～1.0)介电陶瓷,并添加质量分数为5%的TiO2调节其τf。研究了其晶相结构和微波介电性能。结果表明,x≤0.2时,Mg2SiO4和CaWO4形成不完全固溶体;x=0.2时,在1300℃烧结2h所制得的陶瓷具有优良的微波介电性能:εr=9.58,Q·f=56400GHz,τf=–8.2×10–6/℃,并采用该材料制作了f0=5.4909GHz,插入损耗小于1.1dB,外形尺寸为5.0mm×2.5mm×4.0mm的两级片式介质带通滤波器。     

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/℃。     

（Zn1-xMgx）2SiO4基微波陶瓷的介电性能研究

对(Zn1-xMgx)2SiO4系统的微观结构和微波介电性能进行了研究。通过Mg取代硅锌矿Zn2SiO4中的Zn,用溶胶-凝胶法制得单一晶相的(Zn1-xMgx)2SiO4固溶体微波陶瓷。当Mg取代量超过其在硅锌矿Zn2SiO4中的最大溶解度时,分解为Zn2SiO4相和Mg2SiO4晶相;同时,通过调整x值(x=0.1~0.4,摩尔分数)可获得介电性能优良的微波瓷料。当x=0.2时,在1 170℃烧结,其微波介电性能为:介电常数rε=6.34,品质因数与频率之积Q×f=189 800 GHz(在f=15 GHz下测试的数据),谐振频率温度系数τf≈-62×10-6/℃。     

添加V_2O_5对Mg_4Nb_2O_9微波介质陶瓷性能的影响

采用固相反应法制备了Mg4Nb2O9微波介质陶瓷,研究了添加V2O5对其烧结温度、微观结构和介电性能的影响。结果表明:当添加0.5%(质量分数)的V2O5时,Mg4Nb2O9陶瓷的烧结温度从1350℃降低到1150℃,烧结温度范围拓宽为1150～1300℃;在1150℃烧结5h后,其介电性能达到最佳:εr=11.86,Q·f=99828GHz(11.2GHz),τf=–57×10–6/℃(10～90℃,1MHz)。当w(V2O5)增大到1.5%时,Mg4Nb2O9陶瓷的介电性能变差。     

ZnO-B_2O_3玻璃对Mg_2TiO_4微波介质陶瓷结构和性能的影响

利用传统固相烧结法制备了ZnO-B2O3玻璃掺杂的Mg2TiO4微波介质陶瓷,研究了ZnO-B2O3玻璃掺杂对所制陶瓷相成分、微观形貌和微波介电性能的影响。结果表明:ZnO-B2O3玻璃掺杂能使Mg2TiO4陶瓷的致密化温度降低200℃左右。当Mg2TiO4中掺杂质量分数2%的ZnO-B2O3玻璃时,经1 300℃烧结所得陶瓷微波性能较好:εr=13.62、Q.f=101 275 GHz、τf=–51×10–6/℃。     

复合烧结助剂对ZnNb2O6陶瓷的低温烧结与性能的影响

采用传统固相反应法制备了ZnNb2O6陶瓷,研究了复合添加BaO-CuO-V2O5(BCV)烧结助剂对ZnNb2O6陶瓷的烧结特性、物相组成、微观组织形貌及微波介电性能的影响。结果表明:掺杂少量BCV的ZnNb2O6陶瓷物相组成并未改变,仍为ZnNb2O6单相。添加质量分数2%的BCV可使ZnNb2O6陶瓷的烧结温度降至950℃,并且在950℃烧结3 h具有较佳的微波介电性能:εr=24.7,Q.f=75 248 GHz,τf=–50.4×10–6/℃。     

碱金属氧化物添加剂对(Mg_(1–x)Ca_x)TiO_3陶瓷微波性能的影响

采用固相反应法制备了(Mg1–xCax)TiO3微波介质陶瓷。探讨了复合添加Na2O和K2O对(Mg1–xCax)TiO3陶瓷烧结性能和介电性能的影响。结果表明:复合添加碱金属氧化物,陶瓷的主晶相为MgTiO3和CaTiO3,同时,可以抑制中间相MgTi2O5的产生,有效降低陶瓷的烧结温度至1280℃。当Na2O和K2O添加总量为质量分数1.2%,且Na2O/K2O质量比为2∶1时,所制陶瓷介电性能最佳:εr=19.71,Q.f=3.59×104GHz(7.58 GHz),τf=–1.40×10–6/℃。     

0.92MgAl_2O_4-0.08(Ca_(0.8)Sr_(0.2))TiO_3介质陶瓷微波烧结的研究

采用微波烧结法和常规烧结法制备0.92MgAl2O4-0.08(Ca0.8Sr0.2)TiO3微波介质陶瓷,研究了两种烧结方式对陶瓷烧结性能、微观结构、相组成和介电性能的影响。结果表明:与传统烧结方式相比,微波烧结0.92Mg Al2O4-0.08(Ca0.8Sr0.2)TiO3陶瓷缩短了烧结周期,其物相组成无变化,微波烧结后的样品致密度高,晶粒细小,分布均匀,介电性能更加优异。在1 440℃下采用微波烧结20 min制备的0.92MgAl2O4-0.08(Ca0.8Sr0.2)TiO3陶瓷获得最佳的介电性能,εr=11.20,Q×f=56 217 GHz,τf=–3.4×10–6/℃。     

ZnO-B2O3-SiO2掺杂对锆酸钙基陶瓷性能的影响

研究了ZnO-B2O3-SiO2(ZBS)玻璃掺杂量对CaZrO3陶瓷烧结性能、物相组成、微观组织形貌和介电性能的影响。结果表明:通过掺杂ZBS,可使CaZrO3陶瓷的烧结温度由1 550℃降至1 000℃,且无第二相生成,相对密度达97.8%。当ZBS添加量为质量分数15%时,CaZrO3陶瓷在1 000℃烧结3 h获得良好的介电性能:εr=25,Q·f=8 584 GHz,τf=–45×10–6/℃。     

添加CuO对Ba_(3.99)Sm_(9.34)Ti_(18)O_(54)陶瓷烧结及微波介电性能的影响

采用传统固相工艺制备了Ba3.99Sm9.34Ti18O54(BSTO)微波介质陶瓷,研究了烧结助剂CuO对BSTO的结构及介电性能的影响。结果表明,添加CuO能较好促进BSTO晶粒致密化,降低烧结温度约140℃。当添加质量分数1.0%的CuO时,1220℃保温3h烧结的BSTO样品的介电性能较好:εr=86.87,Q·f=5138GHz(f=4.95GHz),τf=–10.84×10–6℃–1。     

SiO2掺杂对BST-MgO陶瓷微观结构和介电性能的影响

采用普通陶瓷工艺制备了0.4Ba0.6Sr0.4TiO3-0.6MgO-xSiO2(0≤x5.0%)陶瓷,研究了SiO2含量对所制BST-MgO(BSTM)陶瓷微观结构以及低频、微波介电性能的影响.XRD分析表明,随着掺杂量的增加,SiO2在BSTM陶瓷中首先以SiO2的形式存在,然后与MgO反应生成Mg2SiO4.质...     

SiC改性Mg_2SiO_4陶瓷微波衰减性能的研究

采用热压烧结工艺在1500℃下保温1h,制备了SiC改性Mg_2SiO_4陶瓷,研究了SiC添加量对Mg_2SiO_4陶瓷烧结性能、显微结构及微波衰减性能的影响。初步探讨了该Mg_2SiO_4陶瓷的微波衰减机制。结果表明:当SiC质量分数从0增加到10%,Mg_2SiO_4陶瓷的表观气孔率逐渐增大,烧结性能下降;Mg_2SiO_4陶瓷的谐振频率随之向低频移动,谐振吸收峰的峰值逐渐减小,有效衰减带宽增大。电阻损耗和介质损耗是Mg_2SiO_4陶瓷主要的微波衰减机制。     

CaO-B2O3-SiO2系玻璃形成区及性能研究

采用XRD、SEM等手段,系统研究了CaO-B2O3-SiO2(CBS)系的玻璃形成范围,利用热分析结果计算了玻璃的析晶参数β。结果表明:纯CBS玻璃形成范围是x(B2O3)为10%～75%,x(SiO2)为0～45%,x(CaO)为25%～55%;整个玻璃形成区比较窄,并向B2O3方向伸展。添加x(Al2O3)为10%可以改善玻璃的失透,提高玻璃体的形成能力,使烧结后εr变化不大,由6.43变为6.31,tanδ显著增加,由0.0009增至0.0020。试样的主要晶相为CaB2O4、α-石英和CaSiO3。     

SiO_2掺杂低温烧结PMMNS压电陶瓷的结构和性能

采用固相二步合成法制备SiO2掺杂Pb(Mg1/3Nb2/3)0.05(Mn1/3Nb2/3)0.04(Mn1/3Sb2/3)0.01Zr0.45Ti0.45O3(PMMNS)压电陶瓷,探讨了不同SiO2掺杂量对陶瓷样品的相结构和机电性能的影响。结果表明:在烧结温度为980℃时,可以得到纯钙钛矿结构PMMNS陶瓷。SiO2的加入,明显降低了PMMNS陶瓷的烧结温度。当SiO2的掺杂量为质量分数0.10%时,所得性能最佳:kp=0.51,d33=323pC/N,Qm=1475,tanδ=0.0038和εr=1762。     

纳米粉体对低温烧结CMS微波介质陶瓷的改性

在低温烧结的CaO-MgO-SiO2(CMS)陶瓷中,引入粒径为50～100nm的Ca0.7Mg0.3SiO3纳米粉体,研究了纳米粉体对陶瓷烧结行为和介电性能的影响。研究发现:添加质量分数为5%的纳米粉体能有效促进陶瓷的烧结,拓宽其烧结温度范围,提高其微波介电性能。在890℃烧结后得到良好的介电性能:εr=9.31,Q·f=22574GHz。通过对电镀前后性能的对比发现,添加适量纳米粉体,可消除陶瓷中的大气孔,有效防止电镀过程中电镀液渗入陶瓷体,从而大大改善电镀后陶瓷的介电性能。     

Zn-Zr共掺对0.95MgTiO_3-0.05CaTiO_3陶瓷介电性能的影响

采用固相反应法制备了(Mg0.93Ca0.05Zn0.02)(Ti1-xZrx)O3介质陶瓷。研究了Zn-Zr共掺杂对0.95MgTiO3-0.05CaTiO3(95MCT)陶瓷介电性能的影响。结果表明:Zn-Zr共掺杂能有效降低95MCT陶瓷的烧结温度至1 300℃,改善介电性能,并对介电常数温度系数αc具有调节作用。当Zn2+和Zr4+掺杂量均为摩尔分数0.02时,在1 300℃烧结2.5 h获得的95MCT陶瓷具有最佳介电性能:εr=22.02,tanδ=2.78×10-4,αc=2.98×10-6/℃。     

用化学共沉SrTiO_3研制钛酸锶铋介质陶瓷

采用ＸＲＤ、ＳＥＭ、ＥＤＡＸ、粒度分析等手段研究了在（１－ｘ）ＳｒＴｉＯ３ｘＢｉ２Ｏ３·３ＴｉＯ２（简称ＳＢＴ）系统中采用化学共沉ＳｒＴｉＯ３时，Ｂｉ２Ｏ３·３ＴｉＯ２的含量对介电性能和显微结构的影响。发现当其摩尔分数ｘ小于１０％时，结构为单相固溶体，εｒ随ｘ的增加而增加；当ｘ大于１０％时，为复相结构，εｒ开始下降。这个结果与采用ＳｒＣＯ３和ＴｉＯ２固相合成的ＳｒＴｉＯ３烧块时的结果相近，变化趋势一致。但化学共沉ＳｒＴｉＯ３之晶粒细小，杂质少，故使所制介质具有非常优异的介电性能。     

Zn2SiO4掺杂对氧化锌压敏电阻性能的影响

采用普通陶瓷工艺制备了Zn2SiO4掺杂的氧化锌压敏电阻,研究了Zn2SiO4掺杂量对氧化锌压敏电阻的致密度,晶粒微观结构,小电流性能和通流能力的影响.结果表明:当Zn2SiO4掺杂量达到0.75％(摩尔分数)时,氧化锌压敏电阻晶粒致密均匀;电学性能得到改善,压敏电压梯度和非线性系数分别高达438 V/mm和85,漏电...