Ba(Mg1/3Nb2/3)O3-Mg4Nb2O9复相陶瓷微波介电性能研究

采用传统固相法制备了(1?x)Ba(Mg1/3Nb2/3)O3?xMg4Nb2O9 [(1?x)BMN?xM4N2,x = 0.003 ~ 0.125] 微波介质陶瓷,研究了相结构、烧结性能与介电性能随 x 的变化规律。结果表明： BMN 与 M4N2 可以两相共存,且二者间存在有限固溶,BMN 的烧结温度及高温稳定性有所降 低。随着 x 的增大,介电常数 εr和谐振频率温度系数 τf逐渐减小,Q × f 值的变化易受到 BMN 有序参数 S 的影响,高度 1:2 有序的 x = 0.026 陶瓷获得了最大 Q × f 值 125000 GHz。综合来看, 在 1320°C 下保温 4 h 烧结的 x = 0.125 样品表现出最佳的微波介电性能：εr = 26.6,Q × f = 111000 GHz,τf = 5 ppm/ºC。     

(Mg4-xLi2x)(Nb1.92V0.08)O9陶瓷微波介电性能

采用固相合成法制备了(Mg_(4-x)Li_(2x))(Nb_(1.92)V_(0.08))O_9系列微波介质陶瓷。通过XRD、SEM以及HP网络分析仪等测试手段对其烧结特性、晶体结构和微波介电性能进行了系统研究。结果表明:x<0.3时形成了(Mg_(4-x)Li_(2x))(Nb_(1.92)V_(0.08))O_9固溶体;x≥0.3时,除主相(Mg_(4-x)Li_(2x))(Nb_(1.92)V_(0.08))O_9外,还有少量第二相Li3Mg2NbO6生成。微波介电常数ε随x的增大持续升高,品质因数Q则先增大后减小。x=0.2,950℃,5h烧结样品的微波介电性能达到最佳:ε=12.7,Q.f=14078GHz(f0=8GHz)。     

Al2O3陶瓷微波介电性能的研究与进展

近年来随着微波通讯技术与微波集成电路(microwave integrate circuits,MICs)的发展,用于移动通讯、智能运输系统(Intelligent transport system,ITS)、GPS天线的低介电常数低介电损耗的微波介质陶瓷引起了广泛的关注,其中最具代表性的即为Al2O3陶瓷.本文总结了近几年Al2O3陶瓷微波介电性能的研究情况,系统介绍了Al2O3陶瓷微波介电性能的影响因素和目前研究的Al2O3陶瓷体系,希望对于研究Al2O3陶瓷的微波介电性能提供有益的参考,使其在微波通讯等方面得到更广泛的应用.     

Sm2O3掺杂的Bi2O3-ZnO-Nb2O5基陶瓷的烧结特性与介电性能

用传统的固相法合成了Sm2O3掺杂的Bi2O3-ZnO-Nb2O5(BZN)基陶瓷(Bi1.5-xSmxZn0.5)(Zn0.5Nb1.5)O7(0≤x≤0.6,BSZN),通过XRD、AV2782阻抗分析仪等测试手段对其烧结行为、相结构及介电性能进行了系统研究.结果表明纯BZN陶瓷的结构为立方焦绿石单相;当Sm2O3掺杂量较少(0＜x≤0.5)时,样品的相结构仍然保持立方焦绿石单相;随着Sm2O3掺杂量的进一步增加(x≥0.6),样品出现其它相.同时,试样的介电性能随结构的变化而呈现有规律的变化.     

CaCu3Ti4O12多孔陶瓷的介电性能

采用固相烧结法在较低温度(＜1000℃)制备了CaCu3 Ti4 O12 (CCTO)多孔陶瓷.研究了淀粉对CCTO陶瓷的气孔率、显微结构、介电性能的影响.随淀粉含量的增加,CCTO陶瓷的气孔率从32.4％大幅度上升到淀粉含量为5％和10％时的41.3％和48.6％;阻抗明显增大,介电常数和介电损耗明显降低.通过这些结构和性能的变化,分析讨论了CCTO的巨介电机理.     

Ba2Ti9O20高频介质陶瓷结构和介电性能

主要研究了Ba2Ti9O20陶瓷的结构和介电性能.通过在BaCO3、TiO2中添加适量的ZnO、Nb2O5,在12 60℃烧成了介电性能优良的Ba2Ti9O20陶瓷.XRD研究表明,其主晶相为Ba2Ti9O20,附加晶相为Ba2Ti9O9、Ba3Ti12Zn7O34、Ti2Nb 10O29.     

Ba缺位和烧结工艺对Ba1-xZn1/3Nb2/3O3陶瓷离子有序度和微波介电性能的影响

利用常规固相法制备了Ba1-xZn1/3Nb2/303(x=O～0.02)陶瓷,研究了Ba缺位对Ba1-xZn1/3Nb2/3O3陶瓷的相成分、B位离子长程有序度(LRO)和微波介电性能的影响规律.X射线衍射(XRD)结果显示,适量的Ba缺位可以提高材料的阳离子有序度,x=0.01时陶瓷具有最大的阳离子有序度;Ba缺位...     

(K,Na) (Nb,Ta,Sb)O3粉体制备及陶瓷介电性能研究

Ta/Sb掺杂的K0.5Na0.5Nb0.7TaxSb0.3-xO3(KNNSTx,x＝0.06,0.09,0.12,0.15,0.18,0.21, 0.24)粉体经水热合成,Ta、Sb对粉体物相、微观结构的影响被系统研究,烧结后陶瓷的微观结构、介电性能表明:陶瓷物相均具有纯钙钛矿结构;随着Ta含量的增加陶瓷晶粒尺寸逐渐增大,x＝0.09、0.12时较小粒径颗粒均匀分布在大颗粒的空隙之间,陶瓷密度增加;样品的介电常数随着Ta含量的增加x＝0.06～0.12逐渐降低,x＝0.15～0.24逐渐增加,居里温度均在350 ℃左右,且x＝0.09、0.12时陶瓷介电损耗较小.     

添加CuO对Ca(Sm0.5Nb0.5)O3陶瓷烧结和微波介电性能的影响

采用传统高温固相反应法制备了掺杂不同量烧结助剂CuO的Ca(Sm0.5Nb0.5)O3微波介质陶瓷,研究了CuO对Ca(Sm0.5Nb0.5)O3陶瓷的烧结性、结构及微波介电性能的影响. 结果表明：添加CuO能有效促进Ca(Sm0.5Nb0.5)O3陶瓷晶粒致密化,降低烧结温度约200℃. 添加1.5%(w) CuO, 1350℃保温4 h烧结的Ca(Sm0.5Nb0.5)O3陶瓷的介电性能较优,相对介电常数er=23.98,品质因素与频率乘积Q′f=27754.5 GHz,谐振频率温度系数tf=-2.7′10-6 ℃-1.     

A位无序高熵钙钛矿氧化物的介电及铁电性能

复杂成分的高熵氧化物可以设计成具有有趣物理现象的新型铁电材料。通过传统高温固相法成功地合成了一种单相钙钛矿结构(K_0.5Bi_0.5)_0.2Ba_0.2Sr_0.2Ca_0.2Mg_0.2TiO₃高熵陶瓷,研究了其介电性能和铁电性能。多元素掺杂使得陶瓷在测试温度范围内没有观察到明显介电弛豫峰。低于 300 ℃时,陶瓷介电常数温度稳定性较高。当测试温度为 650 ℃,频率为 100 Hz 时,得到最大的介电常数 8 887。结果表明：高熵概念的引入不仅在成分复杂的材料中可以发现新的高熵铁电体,而且是调节电子陶瓷性能的可行策略。     

添加TiO2对Mg4Nb2O9陶瓷的结构与性能的影响

Mg4Nb2O9具有与α-Al2O3相同的刚玉型晶体结构,可望成为新一代高Q、低ε基板材料.然而,该材料却具有很大的负谐振频率温度系数(τf=-7.05×10-5/℃),期望通过添加TiO2(τf=4.50×10-4/℃)以达到调整的目的.适量的添加TiO2将Mg4Nb2O9陶瓷的烧结温度降低了约100℃,并增强了陶瓷的性能,微波介电性能与其密度呈线性关系.由于添加的TiO2与Mg5Nb4O15反应形成了(Ng,Ti)5(Nb,Ti)4O15第二相,使得TiO2对该陶瓷τf值的调整作用不显著.1300℃、5h烧结添加质量分数为2.5%的TiO2的Mg4Nb2O9陶瓷具有最佳的性能:εr=13.61,Q·f=196620GHz,τf=-5.04×10-5/℃.     

Mg4Nb2O9的合成及其微波性能

Mg4Nb2O9具有与α-Al2O3相同的刚玉型晶体结构,可望成为取代氧化铝陶瓷的新一代高Q值基板材料.TG-DTA(热失重-差热)和X射线衍射分析表明,Mg4Nb2O9的合成温度低于900℃.在900～1400℃温度范围内,采用固相反应法合成了Mg4Nb2O9化合物.相结构检测分析表明,生成物中除了主晶相Mg4Nb2O9外,还含有MgNb2O6和MgO2种物相;Mg4Nb2O9相的最佳合成温度为1300℃.同时,对Mg4Nb2O9陶瓷的微波性能进行了测试分析,得到了ε为13.1,Q·f为136682 GHz的较好性能.     

B位氧化物预合成法制备(1-x)Pb(Fe1/4Sc1/4Nb1/2)O3-xPbTiO3铁电陶瓷及其性能研究

利用传统的陶瓷工艺、通过B位氧化物预合成法制备了高质量、钙钛矿结构的(1-x)Pb(Fe1/4Sc1/4Nb1/2)O3-xPbTiO3(PFSN-PT)铁电陶瓷.结构测定和性能测试表明,1180℃烧结2h制备的PFSN-PT陶瓷呈现相当均匀的显微结构和良好的电学性能,同时具有较高的致密度(约95%),只有PbTiO3(PT)物质的量分数为40%、60%的陶瓷致密度略低(约91%).随着PT含量的增加,PFSN-PT从三方相结构转变为四方相结构,并伴随着晶胞体积的减小(从PFSN的6.6676×10-2 nm3下降到0.2PFSN-0.8PT的6.3555×10-2 nm3)和钙钛矿结构四方性的增大(从0.6PFSN-0.4PT的1.0242增加到0.2PFSN-0.8PT的1.0488).PFSN-PT陶瓷的介电常数最大值(εm)及其峰值温度(Tm)也随着PT含量的增加呈线性增大.介电性能测试和热滞行为研究表明,随着PT含量的增加,PFSN-PT的铁电-顺电相变从弛豫铁电体的弥散型铁电相变向正常铁电体的一级铁电相变转变.     

低温烧结Mg4Nb2O9微波介质陶瓷

研究了V2O5对Mg4Nb2O9陶瓷的烧结温度、相结构和微波介电性能的影响.结果表明,添加1％～8％的V2O5,能使该陶瓷的烧结温度降低到1000～1050℃而对其微波介电性能的影响很小,材料的主晶相为有序型刚玉结构的Mg4 Nb2O9,存在Mg4Nb2O6和Mg5Nb4O15杂相而没有检测到V2O5的存在.陶瓷的密度对微波介电性能起着决定性作用,介电常数e1与密度成线性关系(在99.99％的置信限内,其相关系数为0.98252),Q·f值与密度的关系较复杂.添加1％的v2O5,将Mg4Nb2O9陶瓷的烧结温度降低到了1050℃,得到了εr=12.72,Q·f=151040GHz的优异性能.     

高韧性Nb2O3-Y2O3-ZrO2陶瓷的制备

采用Nb2O3、Y2O3复合稳定剂,制得了高韧性、高强度的四方相ZrO2陶瓷材料,发现在Y2O3－ZrO2材料中加入0．5－1molNb2O3,可使材料在保持原有抗弯强度的同时,一定程度上改善了断裂韧性和相组成。     

Ferroelectric Ceramics in the PbMg1/3Nb2/3O3-PbCd1/3Nb2/3O3 System

Solid solutions (1-x)PbMg_1/3Nb_2/3O₃ + xPbCd_1/3Nb_2/3O₃ with x = 0-0.30 are investigated with purpose to work out a capacitor ceramics with good dielectric properties and low sintering temperature. It is found that the perovskite phase forms at sintering near to 980°C and begins to decompose at higher temperatures. When x grows from 0 to 0.30, the Curie temperature linearly grows from -10°C to +25°C, the dielectric permittivity ε_m in the Curie point T_C decreases from 18000 to 6800 and the phase transition becomes more diffused. The dielectric permittivity at room temperature is rather high and the temperature stability is improved. The system is of interest, because it can serve as a base for working out some ceramic materials for capacitors with low sintering temperature, which needs of no special atmosphere at burning.     

烧结助剂对CaO-B2O3-SiO2介电陶瓷结构与性能的影响

以CaO-B203-Si02(CBS)系微波介质陶瓷为基体材料,采用ZnO和Na2O作为烧结助剂,研究了其微观结构、相组成及介电特性.研究结果表明ZnO在烧结过程中与B2O3及SiO2生成低熔点玻璃相,促进以片状集合体形式存在的CaSiO3晶相合成,显著降低了材料的致密化温度;Na2O虽可促进烧结,但会破坏硅灰石晶体结构,导致微波介电性能显著降低2%(摩尔分数)ZnO取代CaO,在1000℃保温2h,具有较好的微波介电性能εr为5.4.Q·f为22000GHz(测试频率f0为8.5GHz).     

V2O5掺杂对(Bi1.5Zn1.0Nb1.5)O7介质陶瓷性能的影响

采用传统的固相反应法制备陶瓷试样,借助XRD,SEM和LCR测试仪,研究了V2O5掺杂对(Bi1.5Zn1.0Nb1.5)O7介质陶瓷的烧结特性和介电性能的影响.结果表明,掺杂适量V2O5后试样的烧结温度明显降低,相结构仍为立方焦绿石单相,且具有良好的介电性能:介电常数(εr)为135～154,介电损耗(tan δ)为0.0033～0.0007,频率温度系数(τf)为-442～-387(2MHz).