Ca0.95-xCu0.05(Na0.5Bi0.5)xMoO4微波介质陶瓷的制备及性能

随着当下5G和6G技术的高速发展,开发出具有适中的介电常数,较高的品质因数,接近0的谐振频率温度系数的陶瓷已是当下研究的重点。通过固相法制备Ca_0.95–xCu_0.05(Na_0.5B_i0.5)_xMo O₄微波介质陶瓷,研究烧结温度和组分变化对陶瓷微波介电性能的影响。当烧结温度为640℃、x为0.5时综合微波介电性能较好,此时陶瓷的ε_r=15.8,Q_f=21 361 GHz,τ_f=?3.8×10^?6/℃。通过X射线衍射仪、Raman光谱仪、扫描电子显微镜研究了微波介电性能变化的机理。Ca_0.45Cu_0.05(Na_0.5Bi_0.5)_0.5Mo O₄陶瓷与Al电极共烧结果显示有较好的相容性,表明Ca_0.95?xCu_...     

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。     

MnO2-CuO-TiO2共掺Al2O3陶瓷低温烧结和微波介电性能的研究

作为重要微波介质材料之一,Al₂O₃陶瓷介电性能优良,在微波电路方面得到广泛应用。但Al₂O₃陶瓷的烧结温度较高,制备工序需消耗大量能源。低成本降低烧结温度对Al₂O₃陶瓷的进一步发展具有重要意义。本论文通过MnO₂-CuO-TiO₂掺杂实现了Al₂O₃陶瓷的低温烧结,并对其烧结行为和微波介电性能进行了研究。结果表明,MnO₂、CuO、TiO₂的质量分数分别为0.7%、0.5%、0.8%时,复合掺杂可以大幅降低Al₂O₃陶瓷的烧结温度,所获陶瓷具有良好的微波介电性能。在烧结温度为1 250℃时,Al₂O₃陶瓷的密度可达3.92 g/cm³,介电常数ε_r=10.02,品质因子与谐振频率的乘积Q×f值...     

固相法制备(Ca1-xSrx)1.35Sm0.65Al0.65Ti0.35O4陶瓷的微波介电性能

用传统固相反应法制备了复杂钙钛矿结构陶瓷(Ca_1-xSr_x)_1.35Sm_0.65Al_0.65Ti_0.35O₄(x=0.4,0.3,0.2,0.1),用XRD表征其结构,SEM表征微观形貌,并测试样品的微波介电性能。随着Sr含量的增加其介电常数从19.8增加到24.1,温漂从-07ppm/℃增大到30.1ppm/℃,Q~*f值从65300GHz减少到36200GHz。当x=0.1时有较好的微波介电性能,介电常数为20.3,温漂为14.9ppm/℃,Q~*f值为65322GHz。表明复杂钙钛矿结构A2BO4的(Ca_1-xSr_x)_1.35Sm_0.65Al_0.65T_i0.35O₄陶瓷是一种新型微波介电材料体系,具有很好的应用前景。     

Bi1.5+xZn1.0Nb1.5O7+1.5x（x=0.075,0.15）陶瓷的结构和介电性能

采用固相反应法,以立方焦绿石Bi_1.5Zn_1.0Nb_1.5O₇（BZN）为配方基础,通过改变Bi³⁺离子与O^2-离子的浓度,形成非化学计量比Bi_1.5+xZN_1.0Nb_1.5O_7+1.5x（x=0.075,0.15）陶瓷。研究了不同Bi含量和烧结温度对BZN陶瓷的结构、微观形貌以及介电性能的影响。结果表明制备的非化学计量比BZN陶瓷在不高于1050℃时,呈现焦绿石单相结构;随着烧结温度增加到1100℃,x=0.075,出现ZnO杂相;x=0.15,出现Bi₂O₃杂相。随着x值的增大,BZN陶瓷样品的晶格常数、密度以及介电常数都逐渐增加。     

不同掺杂量EuxLu1.4–xGd0.6O3透明陶瓷的制备与性能

为了满足高能射线成像对闪烁陶瓷的应用要求,并探究Eu³⁺掺杂量对陶瓷微观结构和光学性能的影响,采用液相共沉淀法合成了不同Eu³⁺掺杂量的Eu_xLu_1.4–xGd_0.6O₃(x=0、0.02、0.06、0.10、0.14、0.18)粉体并通过真空预烧结合热等静压烧结,制备出Eu_xLu_1.4–xGd_0.6O₃透明陶瓷。随着Eu³⁺掺杂量的增加,陶瓷直线透过率先升高后降低,在x=0.10时达到最高(71.4%@611 nm)。Eu_xLu_1.4–xGd_0.6O₃陶瓷的光致激发光谱和光致发光光谱证明了Eu³⁺掺杂量的增加能够提升陶瓷的吸收峰和发射峰强度。陶瓷在X射线激发下的发光强度随着Eu³⁺掺杂量的升高呈现先升高后降低的趋势,...     

Ca3–xMgxYb2Ge3O12(0≤x≤3)石榴石的A位Rattling效应与微波介电性能

微波介质陶瓷是5G/6G通讯技术的关键基础材料，具有高品质因数(Q×f)、低介电常数(ε_r)以及近零谐振频率温度系数(τ_f)的材料已逐渐成为研究与开发的重点。通过固相反应法制备了系列Ca_3–xMg_xYb₂Ge₃O₁₂ (0≤x≤3)石榴石陶瓷。当0≤x≤2时，样品为正石榴石结构，相对介电常数ε_r逐渐从10.3增加至11.8，品质因数Q×f值逐渐从98 000 GHz降低到78 000 GHz，谐振频率温度系数τ_f在(-40～-56)×10^–6/℃之间波动。当22+进入A位，ε_r迅速增大(～13.5),Q×f值显著降低(～19 800 GHz)，τ_f值则从负急剧转变为正(+70.5×10^–6/℃)，可归之于A位Mg²⁺的Rattling效应以...     

Sm/Sb共掺(Bi0.5Na0.5)0.935Ba0.065TiO3陶瓷的电致应变与光致发光特性(英文)

介绍了一种无铅发光应变材料(Bi_0.5Na_0.5)_0.935–xSm_xBa_0.065Ti_1–xSb_xO₃(BNT–0.065BT–x Sm Sb)陶瓷。研究了Sm/Sb对BNT–0.065BT相结构、形貌和电性能的影响。BNT–0.065BT–x Sm Sb陶瓷均呈现纯钙钛矿相结构。Sm/Sb的加入诱导铁电弛豫相变,从而促进了应变的改善。当x=0.004时,单极应变为0.31%(70 k V/cm),相当于大信号d33^*(S_max/E_max)为443 pm/V。此外,发光性能研究表明,BNT–0.065BT–x Sm Sb陶瓷在407 nm激发下呈现明亮的橙红色发光。发光强度随着Sm/Sb掺杂浓度的增加而增大,其主要发射峰为599 nm附近的强红色发射峰,对应于⁴G_5/2→⁶H     

CaTiO3添加对MgNb2O6微波介质陶瓷性能的影响

为了更好的满足无线通讯高频化的要求,采用固相法制备了温度系数近零的(1–x)Mg Nb₂O₆–xCaTiO₃(x=0,0.02,0.04,0.08,0.12,0.16)微波介质陶瓷。研究了CaTiO₃的加入量对MgNb₂O₆微观结构和介电性能的影响,探究各物相的形成和烧结行为。结果表明：适当的CaTiO₃加入量能够促进MgNb₂O₆的烧结,降低了烧结温度。通过X射线衍射分析,CaTiO₃与MgNb₂O₆在高温时会反应生成CaNb₂O₆和Ti₈O₁₅、Ti₂Nb₁₀O₂₉。增加CaTiO₃的加入量,会降低陶瓷的品质因数Q×f,但同时会提高其介电常数ε     

Nb2O5对BaTiO3-0.83Y2O3基陶瓷介电性能的影响

采用传统固相法于1300℃高温烧结下获得满足EIA标准中X7R要求的BaTiO₃-0.83mol%Y₂O₃-0.2mol%Nb₂O₅陶瓷，其介电性能为：ε_r=3034,tanδ=0.46%，ρ_v=5.76Ω·cm，ΔC/C(-55℃)=-12.87%，ΔC/C(125℃)=12.02%。重点从物相分析及微观形貌两个方面研究了Nb₂O₅对BaTiO₃-0.83mol%Y₂O₃基陶瓷介电性能的影响。结果表明，在BaTiO₃-0.83mol%Y₂O₃基陶瓷中，Nb₂O₅的引入会提高介电常数。因Nb⁵⁺置换Y³⁺而形成的氧空位和多孔不致密的微观形貌将会对BaTiO₃     

多阳离子掺杂对(NaLn)Cu3Ti4O12(Ln=Ce;Nd)陶瓷介电性能的影响

高介电的类钙钛矿陶瓷材料的介电性能优化一直是该领域研究热点。本研究采用高温固相法制备了不同烧结温度的(NaLn)Cu₃Ti₄O₁₂ (Ln=Ce;Nd)介电陶瓷材料，探讨了介电陶瓷的物相特性、显微结构和介电性能。结果表明：(NaLn)Cu₃Ti₄O₁₂(Ln=Ce;Nd)系列陶瓷均为单相陶瓷。随着烧结温度提高，(NaLn)Cu₃Ti₄O₁₂的介电常数增加，介电损耗变化。不同掺杂离子会使陶瓷内部极化机制发生变化，进而影响陶瓷的介电性能。其中在1 000℃制备的(Na_1/3Ce_2/3)Cu₃Ti₄O₁₂陶瓷具有最高的介电性能，ε=50 552(10 Hz)；而950℃制备的(Na_1/2Nd_1/2)Cu₃Ti₄     

Sm3+掺杂SrBi4Ti4O15–Bi4Ti3O(12)压电陶瓷的结构、电学和光致发光性能

采用固相法制备Sm³⁺掺杂SrBi_8–xSm_xTi₇O(27)(SBT–BIT–x Sm³⁺, 0≤x≤0.50)共生铋层状陶瓷,研究了不同掺杂量的Sm³⁺对样品的结构、介电、压电以及光致发光性能的影响。结果表明:所有陶瓷样品均为单一的共生铋层状结构,XRD精修和Ramam结果显示Sm³⁺掺杂引起样品晶格畸变的减小,适量的Sm³⁺掺杂降低了介电损耗tanδ,提升了压电常数d33,当x=0.30时,综合电性能最佳:压电常数d33=16.3 pC/N,tanδ=0.90%。在407 nm近紫外光的激发下,SBT–BIT–x Sm³⁺陶瓷样品在598 nm处存在最强的红橙光发射,当x=0.15时,发光强度达到最佳,Sm³⁺掺杂SBT–BIT共生铋层状陶瓷在光-电多功能器件等领域中具有潜在的应用前景。     

La3+对MgAl2O4透明陶瓷致密化过程、光学及力学性能的影响

镁铝尖晶石(MgAl₂O₄)透明陶瓷具有优异的光学和力学性能,在防弹装甲窗口、高马赫整流罩等方面得到了大量的应用。为实现MgAl₂O₄透明陶瓷的致密化,一般需要相对较高的烧结温度,然而高的烧结温度会导致陶瓷晶粒生长过大,影响其性能。因此通过引入合适的烧结助剂降低烧结温度,对于提升陶瓷性能和降低成本均具有很大的意义。本文以高纯商业MgAl₂O₄粉体为原料,La(OH)₃为烧结助剂,采用真空烧结结合热等静压后处理的方式,成功制备MgAl₂O₄透明陶瓷,并采用XRD、SEM等对透明陶瓷的微结构和相组成的演变以及性能进行表征。结果表明,La³⁺在烧结早中期可有效提高陶瓷致密化速率,在烧结后期可抑制陶瓷晶粒生长。掺入0.01%(质量分数)La₂O₃后,MgAl₂O₄光学和力学综合性能优异,所需...     

双激发波长响应的Sr2Gd1–xNbO6:x Eu3+的荧光性能与热稳定性

针对目前钙钛矿型红色荧光粉热稳定性较差的问题,以带隙和结构可调变的双钙钛矿型 Sr₂Gd Nb O₆为基质、Eu³⁺为激活离子,采用高温固相法成功制备双钙钛矿型 Sr₂Gd_1–xNb O₆: x Eu³⁺(x=0.04～0.12)红色荧光粉,通过 X 射线衍射、紫外–可见分光光度和荧光光谱分析对目标产物进行表征。结果表明：合成的荧光粉具有单斜晶体结构,其空间群为 P2₁/c。结构分析表明：掺杂的铕以 Eu³⁺的化合态取代了基质 Sr₂Gd Nb O₆中的 Gd³⁺,形成了单一晶体结构的荧光粉。Sr₂Gd_1–xNb O₆: x Eu³⁺荧光粉在蓝光λ_ex=468 nm 和近紫外 λ_ex=395 nm...     

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/℃)。     

Nd2O3对(Zr0.8,Sn0.2)TiO4微波介质陶瓷结构和性能影响

以(Zr_0.8,Sn_0.2)TiO₄为基,通过研究Nd₂O₃(0～0.20 mol%)掺杂(Zr_0.8,Sn_0.2)TiO₄微波介质陶瓷对物相结构、形貌和介电性能的影响,发现随着Nd₂O₃掺杂量的增加,(Zr_0.8,Sn_0.2)TiO₄介质陶瓷的晶格参数、晶粒尺寸变化微弱,Nd3+几乎不影响(Zr_0.8,Sn_0.2)TiO₄陶瓷阳离子有序生长,而是在(Zr_0.8,Sn_0.2)TiO₄介质陶瓷的晶界形成钉扎,通过降低介质外在损耗,有效提高陶瓷材料的Q×f值至45000(@15 GHz),并提高容量温度稳定性。     

低温热压制备高硬度、高韧性Si3N4–SiCw–ZrB2陶瓷

通常低温热压烧结的Si₃N₄陶瓷具有较高的硬度和较低的断裂韧性;而高温热压烧结的Si₃N₄陶瓷具有较低的硬度和较高的断裂韧性。为了获得高硬度、高韧性Si₃N₄陶瓷,添加20%SiC_w（SiC晶须,体积分数）和2.5%ZrB2,在1 500℃低温热压制备了Si₃N₄基陶瓷,开展其相组成、致密度、显微结构和力学性能研究,并与1 800℃高温热压烧结Si₃N₄进行了对比研究。结果表明：SiC_w的引入阻碍了Si₃N₄低温致密化,致密度从97.9%降低到92.9%,Vickers硬度从20.5 GPa降低到16.4 GPa,断裂韧性从2.9 MPa·m^1/2增加到3.4 MPa·m^1/2。同步引入SiC_w和ZrB₂     

钨青铜结构化合物(1–x)Ba2NaNb5O15–xSr2KNb5O15准同型相界的组成及其铁电性能

与传统铁电材料相比，具有准同型相界(MPB)的铁电体具有增强的介电、压电和电光性能。通过传统固相烧结技术获得致密的(1–x)Ba₂Na Nb₅O₁₅–x Sr₂KNb₅O₁₅ (BNN–SKN)钨青铜结构陶瓷二元固溶体系，系统研究了BNN–SKN的结构、介电和铁电性能，探究迄今尚未确定的MPB区域。Ccm2与P4bm共存的MPB在x=0.7附近，随着SKN含量的增加，所测样品的相变温度及介电常数均在x=0.7附近取得极值，T_m=170.1℃,ε_{T R}=1 211,ε_m=3 326，给出了BNN–SKN体系的铁电性能，并讨论了该二元体系铁电性变化的影响因素。     

钛酸锌锂微波介质陶瓷研究进展

Li₂ZnTi₃O₈陶瓷因其较低的烧结温度和良好的微波介电性能受到研究者的广泛关注,有望成为低温共烧候选材料之一。本文主要介绍Li₂ZnTi₃O₈陶瓷的几种制备方法及其优缺点,以及离子置换改性、氧化物掺杂改性和低温共烧对微波介质陶瓷综合介电性能的影响,并对下一阶段Li₂ZnTi₃O₈微波介质陶瓷的研究与应用进行了展望。     

(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)/℃。