ZnO–B2O3掺杂BaAl2Si2O8陶瓷的结构及微波介电性能

采用固相反应法制备BaAl_2Si_2O_8–x%ZnO–B_2O_3(x=0,1,2,3,4,质量分数)陶瓷。探究了不同含量的ZnO–B_2O_3(ZB)烧结助剂对BaAl_2Si_2O_8(BAS)陶瓷的烧结温度、结构及微波介电性能的影响。结果表明:ZB烧结助剂可降低BAS陶瓷的烧结温度。并且能够促进BAS晶体结构由六方相转变为单斜相,当x=1时,六方相BAS全部转变为单斜相BAS,并且ZB烧结助剂添加量在4%以内,无第二相生成。添加1%的ZB烧结助剂可促进样品晶粒长大,密度、介电常数和品质因数增大,谐振频率温度系数的绝对值减小。在x=1,烧结温度为1 350℃时,能够获得品质因数较高的单斜相BAS,其介电性能为:ε_r=6.45,Q×f=40 608 GHz,τf=–22.46×10~(–6) K~(–1)。     

CaO-B2O3-SiO2玻璃相对BaAl2Si2O8陶瓷结构与介电性能的影响

采用固相反应工艺,按化学计量比在BaO-Al2 O3-SiO2(BAS)基料中添加不同质量分数x(CaO-B2 O3-SiO2,CBS)(x=0,1％,2％,3％,4％)玻璃相合成BAS陶瓷.研究不同含量的CBS玻璃相对BAS系微波介质陶瓷的结构和介电性能的影响.结果表明:CBS玻璃相能够有效促进六方相钡长石向单斜相钡长石的转变,在x=1％时,BAS六方相完全转变为单斜相,同时BAS陶瓷的烧结温度从1400℃降低至1325℃.添加适量的CBS玻璃相后,BAS陶瓷样品密度、品质因数(Q×f)值以及谐振频率温度系数(τf)得到改善.当x=1％,烧结温度为1325℃时,可获得综合性能相对较好的BAS陶瓷,其介电性能:εr=6.43,Q×f=30846 GHz,τf=-19.01×10-6℃-1.     

Zn1-xCax(Ti0.6Zr0.4)Nb2O8陶瓷的微波介电性能

采用传统固相反应法制备Zn_(1–x)Ca_xTi_(0.6)Zr_(0.4)Nb_2O_8(x=0.05,0.10,0.20,0.30)微波介质陶瓷,研究了不同Ca~(2+)取代量对Zn_(1–x)Ca_xTi_(0.6)Zr_(0.4)Nb_2O_8陶瓷的物相组成、显微结构及微波介电性能的影响,利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和网络分析仪等对其晶体结构、微观形貌及微波介电性能进行表征。结果表明:Ca~(2+)取代Zn~(2+)会导致Ca Nb_2O_6第二相的形成,且随Ca~(2+)含量的增加,ZnTiNb_2O_8相含量减少;Ca Nb_2O_6相的含量增加,导致Zn_(1–x)Ca_xTi_(0.6)Zr_(0.4)Nb_2O_8陶瓷的介电常数和品质因数减小,谐振频率温度系数向正方向移动。当x=0.3时,Zn_(1-x)Ca_xTi_(0.6)Zr_(0.4)Nb_2O_8陶瓷在1 140℃烧结并获得最佳微波介电性能:ε_r=30.42,Q×f=47 280 GHz,τ——f=–25.37×10~(–6)/℃。     

低介电常数陶瓷微波介电性能评价的关键问题

低介电常数(ε_r)微波介质陶瓷是未来毫米波移动通讯技术中的关键材料之一,其基本性能参数ε_r、Qf值及谐振频率温度系数(τ_f)的精确评价乃是相关研究中最基础的课题之一。TE₀₁₁模式平行板法及金属谐振腔法为评价微波介电性能的通用方法,但在使用时却存在一些被长期忽视的问题,其对低ε_r微波介质陶瓷的研究及应用尤为重要。本综述将探讨评价低ε_r微波介质陶瓷性能时在TE₀₁₁谐振模式的准确识别、Qf值的测试可靠性及τ_f的测试可靠性等方面存在的若干关键问题,并给出相应的解决方案。     

Li(Al1-xBex)SiO4陶瓷的结构及微波介电性能

采用传统的固相反应法合成了Li(Al_1-xBe_x)SiO₄(x=0.005,0.01,0.02,0.03)陶瓷,为了确定Be²⁺进入晶格后所占据的位置,通过CASTEP提供的第一性原理的密度泛函理论计算了Be²⁺所占据的LiAlSiO₄(LAS)不同位置的缺陷形成能和体系总能量,结果表明,Be²⁺占据Al位的LAS体系能量最低,最稳定。探究Be²⁺取代Al³⁺对Li(Al_1-xBe_x)SiO₄(x=0.005,0.01,0.02,0.03)陶瓷的体密度、相组成、烧结特性、微观形貌和微波介电性能的影响。在掺杂Be²⁺之后,烧结温度从1300℃(x=0)降低到1225℃(x=0.03),同时显著提升了LAS陶瓷的品质因数(Q×f)值和谐振频率温度系数(τ_f),能有效降低其介电常数。Li(...     

钨酸盐类陶瓷微波介电性能

研究了钨酸盐AWO4(A=Ca,Sr,Ba,Zn,Mg)系列陶瓷材料的微结构、烧结性能以及微波介电性能.AWO4具有黑钨矿和白钨矿两种结构.无论白钨矿还是黑钨矿,其相对介电常数εr和介电品质因素Q×f值都随着阳离子A2 半径的增大而减小,谐振频率温度系数τf绝对值增大.白钨矿结构的CaWO4具有较好的微波性能εr=10.0,Q×f=50.842 THz,τf=-50× 10-6/℃.     

Pr2O3取代Sm2O3对CLST微波介质陶瓷介电性能的影响

论述了使用Pr2O3取代Sm2O3对CaO-Li2O-Sm2O2—TiO2（CLST）微波介质陶瓷介电性能的影响。采用传统固相反应法制备16CaO-9Li2O-xPr2O3-（12-x）Sm2O3-63TiO2（简写为CLPST-x）陶瓷。XRD分析结果表明，不同取代量的CLPST-x呈现单一的正交钙钛矿结构。当CaO：Li2O：Pr2O3：Sm2O3：TiO2=16：9：4：8：63，烧结温度为1300℃时．CLPST-x能够取得良好的介电性能。εr=101，tanδ=0．00923，τr=85ppm／℃（1MHz），此时，晶粒大小均匀，晶界清晰。     

SrCO3掺杂对BMT陶瓷结构及介电性能的影响

采用固相烧结法制备SrCO3掺杂Ba（Mg1/3Ta2/3）O3（BMT）微波介质陶瓷,研究SrCO3质量（下同）掺量w（SrCO3）=2%～8%对BMT微波介质陶瓷结构和介电性能的影响。结果表明：添加适量SrCO3可以促进烧结并在一定程度上提高BMT陶瓷体系的B位离子1：2有序度;当w（SrCO3）=6%时,陶瓷致密...     

低介电常数微波介质陶瓷的研究进展

介绍了四种典型的相对介电常数在10-15之间的低介微波介质陶瓷系列(Al2O3系、Mg4Nb2O9系、Mg5(Nb,Ta)4O15系、R2BacuO5系)的晶体结构和微波介电性能,并指出其目前存在的普遍问题和解决的方法.     

Mn掺杂BaTi4O9陶瓷结构和介电性能

用电子陶瓷工艺制备主晶相为BaTiO9(BT4)的介电陶瓷,研究用锰掺杂的BaTi4O9陶瓷的结构和介电性能。XRD研究表明BaTiO9属正交晶系,空间群Pmmn,晶格常数为a=1.453nm,b=0.379nm,c=0.629nm,每个原胞有两个分子,钛原子位于变形的氧八面体之中。这种氧八面体的极化类似于或大于在BaTiO3和PbTiO3铁电相观察到的极化。锰掺杂极大地增强了Q值,在1MHz下测得的Q值为12500。而没有掺杂的陶瓷有高的损耗,这可能是由于在空气中烧结时形成的Ti^3 ,显然锰的作用是在缺陷平衡中作为一种补偿剂,依据反应：Mn^3 Ti^3 →Mn^2 Ti^4 ,可能有助于Ti^4 的形成,BaTi4O9陶瓷具有优良的介电性能;低介质损耗、中等介电常数和介电常数温度系数。此种陶瓷造成多层陶瓷电容器开拓了一种新的应用领域。     

Li2Zn2(Mo1–xWx)3O12陶瓷的制备及其微波介电性能

采用固相反应法制备Li_2Zn_2(Mo(1–x)W_x)_3O_(12)陶瓷,研究了其相组成、显微组织及微波介电性能的变化规律。结果表明:当W6+取代量在0～0.1范围内,Li_2Zn_2(Mo(1–x)W_x)_3O_(12)陶瓷均显示出单相钒铁铜矿结构,形成了Li_2Zn_2(Mo(1–x)Wx)_3O_(12)固溶体。随着W~(6+)代量增加,Li_2Zn_2(Mo(1–x)W_x)_3O_(12)陶瓷的相对密度、介电常数和Q×f值均先增大后减小,其τ_f值则逐渐增大。当W6+取代量为0.025时,Li_2Zn_2(Mo_(0.975)W_(0.025))_3O_(12)陶瓷经630℃烧结2 h后具有较好的微波介电性能:ε_r=10.75,Q×f=630 95 GHz,τ_f=–65×10~(-6)/℃。     

BaO-TiO2-Nd2O3微波陶瓷材料介电性能的改善研究

研究了影响BaO -TiO2 -Nd2 O3微波陶瓷材料介电性能的机理 ,通过用Pb和Bi对BaO -TiO2 -Nd2 O3微波介质材料进行掺杂改性 ,得到了一种工艺稳定 ,品质因素Q值高 ,τf(谐振频率温度系数 )低 ,烧结温度较低 (12 70℃ )的微波陶瓷材料。该材料可用于制作介质滤波器及分米波通信设备用的小型、轻量的片式元器件     

(Zn1-xMgx)TiO3微波陶瓷系统介电性能的研究

对 (Zn1-xMgx)TiO3 系统的微观结构和介电性能进行了研究。通过添加一定量的MgO稳定ZnTiO3 六方钛铁矿结构 ,有效抑制了ZnTiO3 分解为Zn2 TiO4 和TiO2 。同时 ,通过调整x值 (x =0 .1～ 0 .4) ,可以获得介电性能优良的微波瓷料。当x=0 .3～ 0 .3 5时 ,在 10 6 0℃烧结 ,其品质因数Q0 >2 0 0 0 0 ( 6 .5GHz) ,谐振频率温度系数τf≈ 2× 10 - 6 /℃ ,介电常数ε =18～ 2 2。通过研究发现热处理可以改变系统微观形貌 ,其品质因数Q0 与热处理温度关系密切 ,当保温时间均为 2h时 ,随着热处理温度的升高 ,Q0 从 2 3 83 3 .93相应升高到 475 84.0 0。     

MgO/MgF2掺杂对Al2O3陶瓷烧结、显微结构及微波介电性能的影响

采用搅拌混合法和无压烧结工艺,制备了Mg2+浓度为500 ppm的MgO掺杂和MgF2掺杂的Al2O3陶瓷,系统地研究了MgO和MgF2掺杂对Al2O3陶瓷致密化、显微结构和微波介电性能的影响.研究结果表明:与MgO掺杂相比,MgF2掺杂在较高温度下能更加有效地促进Al2O3陶瓷的致密化.在1550℃烧结条件下,MgF2掺杂的Al2O3陶瓷比MgO掺杂的Al2O3陶瓷的晶粒更大,同时介电常数也更高.但另一方面,MgF2掺杂的Al2O3陶瓷介电损耗也远比MgO掺杂的Al2O3陶瓷要高.同时简单分析了造成此现象的原因.     

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.     

Zn2+掺杂对0.965MgTiO3-0.035SrTiO3微波介质陶瓷结构与性能影响研究

采用固相反应法制备了0.965 MgTiO3-0.035SrTiO3 (MST)微波介质陶瓷,选用Zn2+对MST陶瓷进行了A位离子掺杂,研究了不同Zn2+掺杂量对陶瓷烧结性能、晶相组成、显微结构及微波介电性能的影响.结果表明,Zn2的掺入促进了陶瓷的烧结,显著提高了陶瓷的致密度,且没有改变陶瓷的主晶相.在掺杂量小于0.04mol％范围内,随着Zn2+掺杂量的增加,陶瓷的介电常数增加,品质因素和频率温度系数略有降低.中间相MgTi2 O5的衍射峰强度随着Zn2+掺杂量的增加逐渐减弱直至完全消失.当Zn2掺杂量为x=0.03时,陶瓷的烧结温度由1380℃降低至1290℃,并呈现优异的微波介电性能:εr=22.51,Q×f=16689 GHz,τf=-4.52×10-6/℃.     

MgO-CeO2二元系复相陶瓷的微波介电性能研究

采用传统固相法制备了xMgO-yCeO2[摩尔百分比(mol％):x:y=1:1、1:2和2:1]二元系微波介质陶瓷,并研究了该体系的相组成、烧结性能和微波介电性能之间的影响关系.X射线衍射(XRD)结果表明,当烧结温度为1520～1680℃时,所研究组分范围内MgO-CeO2二元系并未形成固溶体,均为MgO与CeO2两相共存态;电子扫描显微镜带能谱仪(SEM-EDS)分析结果也进一步证实了这一现象的正确性.这说明,在MgO-CeO2二元体系内,各组分反应的吉布斯标准自由能较高.此外,由矢量网络分析仪测试所得的微波介电性能可知,随着烧结温度的增加,MgO-CeO2、2MgO-CeO2和MgO-2CeO2复相陶瓷的εr受温度的影响程度较小,而Q×f值(f=6.6～7.7 GHz)则呈先增后减趋势;其中,在1600℃烧结4 h时,该系列样品的τf值均处于(-59～-62)×10-6/℃范围内.此外,以上分析结果也为MgO-CeO2二元系相图的成分裁剪范围和构建提供了一定的实验依据.     

掺杂TiN对热压烧结Si3N4微波介质陶瓷介电性能的影响

为改善Si3N4微波介质陶瓷介电常数低,不能满足某些毫米波需求的问题,探究掺杂不同质量分数TiN对热压烧结Si3N4微波介质陶瓷介电性能的影响.采用粉碎球磨一体式混料机对原料进行混合,经热压烧结制成实验样品,使用SEM和射频阻抗分析仪分别对样品的微观结构及介电常数、介电损耗进行测定,分析样品微观结构、介电常数、介电损耗...     

微波介质陶瓷的界面特性及其对介电性能的影响

详细地总结了界面的偏析、扩散和润湿性对微波介电性能的影响机理。并评述了粉末的初始状态、烧结工艺、添加剂(掺杂)和烧结方法等因素对材料界面特性的影响，进而影响到材料介电性能的研究进展。最后指出了在微波介质陶瓷界面研究领域面临的问题及今后的发展方向。     

Sm掺杂对Ba4La19.33Ti18O54陶瓷结构和介电性能的影响分析

主要研究了不同Sm掺杂浓度对Ba4La19.33Ti18O54陶瓷的微波介电性能和微观结构的影响。首先利用常规固相反应技术制备了Sm含量y分别为0、0．1、0．3、0．5和0．7的5种Bat（La1-y,Smy）9.33T18O54陶瓷样品;室温下在0．373．0GHz频率范围内,利用网格分析仪测量了这些样品的介电常数和介电损耗因子;结果表明随着Sm掺杂含量的增大,样品介电损耗明显减小,而介电常数只有微小减少。当Sm掺杂含量y=0．5时,样品的介电性能最好。此外,还利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜研究了样品的微观结构及随微波介电性能的变化。