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/℃。     

Sr_(1-x)Ba_xBi_4Ti_4O_(15)铁电陶瓷性能研究

采用传统固相反应法制备了Sr1–xBaxBi4Ti4O15(x=0～1.0)铁电陶瓷,研究了Ba取代量对其烧结性能和介电性能的影响。结果表明,适量Ba取代促使陶瓷样品烧结温度由1240℃降至1130℃左右,tanδ降至20×10–4,体积电阻率ρv提高一个数量级,同时居里峰显著展宽,居里温度tC下降。当x=0.7时,在1130℃烧结6h获得的陶瓷样品综合介电性能较好:εr≈150,tanδ=53×10–4,ρv=1.7×109Ω·m,tC≈430℃。     

CuO掺杂对BaZn_2Ti_4O_(11)陶瓷微波介电性能的影响

采用固相反应法制备了CuO掺杂的BaZn2Ti4O11陶瓷,研究了所制陶瓷的物相、微观结构和微波介电性能。结果表明,CuO既可以在晶界处形成低共熔体,导致液相烧结,降低烧结温度40℃,又可使部分Cu2+进入晶格取代了部分Zn2+,增加Q.f值。掺杂质量分数0.5%的CuO在1 160℃烧结2 h所制得BaZn2Ti4O11陶瓷的微波介电性能较佳:相对介电常数εr=29.4,Q.f=50 500 GHz,频率温度系数τf=–35.6×10–6/℃。     

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。     

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。     

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。     

BiVO_4对Ta改性Ba_3Ti_5Nb_6O_(28)陶瓷烧结和介电性能的影响

采用传统固相反应法制备了BiVO_4掺杂的Ba_3Ti_5Nb_(5.84)Ta_(0.16)O_(28)陶瓷,研究了所制陶瓷的烧结性能、介电性能以及结构。BiVO_4的添加使Ba_3Ti_5Nb_(5.84)Ta_(0.16)O_(28)陶瓷的烧结温度从1275℃显著降低到了900℃,介电常数及介电损耗略有提高。其中,掺杂有5.0%(质量分数)BiVO_4的Ba_3Ti_5Nb_(5.84)Ta_(0.16)O_(28)陶瓷在950℃保温烧结3h后具有较好的微波介电性能:ε_r=31.5,Q·f=4338GHz,τf=36.2×10~(–6)/℃。     

(Na_(1/2)Nd_(1/2))TiO_3陶瓷的晶体结构及微波介电性能

通过固相烧结法制备了具有高介电常数的(Na1/2Nd1/2)TiO3微波介质陶瓷,研究了烧结温度对该陶瓷微观结构及微波介电性能的影响。结果表明,在烧结温度低于或等于1 350℃时,所制陶瓷样品的主晶相为立方相的(Na1/2Nd1/2)TiO3;当烧结温度高于1 350℃时,所制陶瓷样品的主晶相变为四方相的Nd0.667TiO3。陶瓷样品的相对介电常数和品质因数随着烧结温度的升高均先增大后减小,在烧结温度为1 300℃时所制陶瓷样品最为致密,并具有最佳的微波介电性能,εr=110.06,Q×f=8 147 GHz,τf=244.6×10–6/℃。     

烧结温度对Li_2(Mg_(1/2)Zn_(1/2))SiO_4系微波陶瓷介电性能的影响CSCD

采用传统固相合成法制备了Li_2(Mg_(1/2)Zn_(1/2))SiO_4微波介质陶瓷,并系统研究了该陶瓷的相成分、微观形貌、微波介电性能与烧结温度之间的影响关系。XRD结果表明:在1100~1180℃温度烧结,该体系的主晶相均为Li_2(Mg_(0.8)Zn_(0.2))SiO_4,但同时也伴随有少量的MgSiO_3第二相。SEM结果表明:随着烧结温度的升高,样品的晶粒尺寸不断增加,尤其是当烧结温度为1180℃时,有些大晶粒出现了开裂现象,这会在一定程度上降低样品的品质因数(Q·f)。因此,对于微波介电性能,随着烧结温度的增加,Li_2(Mg_(1/2)Zn_(1/2))SiO_4陶瓷的Q·f值呈先增后减趋势,而相对介电常数(ε|_r)的数值较为稳定;此外,该体系谐振频率温度系数(τ_f)随烧结温度的增加逐渐向正值方向移动。当在1160℃烧结4 h时,Li_2(Mg_(1/2)Zn_(1/2))SiO_4陶瓷可获得最佳的微波介电性能:ε_r=6.09,Q·f=21 616 GHz(f=11.62GHz)和τ_f=–64.34×10^(–6)/℃。     

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/℃。     

r(Nd)/r(Bi)对Ba0.75Sr0.25(NdxBi1-x)2Ti4O12微波陶瓷性能的影响

BaR2Ti4O12(R为稀土元素)系固溶体有很好的微波介电性能,尤其是Nd系材料有很高的介电常数(εr)和高品质因数(Q×f),该文研究了不同Nd/Bi比对Ba0.75Sr0.25(NdxBi1-x)2Ti4O12微波介质陶瓷结构性能的影响。当x=0.75时,即摩尔比x∶(1-x)=3∶1时(缩写为B13)有很好的介电性能:εr=118.5,Q×f=4 607(f=2.8GHz),谐振频率温度系数τf=-1.3×10-6℃-1。对不同Nd/Bi比的样品在1 250℃到1 400℃烧结3h后的陶瓷进行XRD分析后发现,陶瓷主相为BaNd2Ti4O12,有少量第二相Ba2Ti9O20。对Bi含量逐渐增加的陶瓷样品进行微观分析可知,Bi有助于致密度的提高和晶粒的增长,随着Nd/Bi比的减小,εr慢慢增大,τf渐渐趋向于0并向负方向移动,但同时降低了Q×f值。     

La2O3-B2O3玻璃添加对Zn0.5Ti0.5NbO4微波介质陶瓷结构及性能影响

利用X射线衍射、扫描电子显微镜等手段研究了添加La2O3-B2O3玻璃作为烧结助剂的Zn0.5Ti0.5NbO4微波介质陶瓷在低温烧结过程中的结构及微波介电性能变化。实验结果表明,适当的La2O3-B2O3玻璃添加不会影响Zn0.5Ti0.5NbO4陶瓷的相组成。添加质量分数2%的La2O3-B2O3烧结助剂有助于在烧结过程中形成液相,液相能有效加速Zn0.5Ti0.5NbO4陶瓷的低温烧结过程,实现Zn0.5Ti0.5NbO4陶瓷的致密化。在875℃烧结时,添加质量分数2%La2O3-B2O3玻璃的Zn0.5Ti0.5NbO4陶瓷具有优异的微波介电性能:εr=33.91,Q×f=16579 GHz(f=6.1 GHz),τf=-68.54×10-6/℃。     

掺杂Bi2O3对Ba4Sm28/3Ti18O54微波介质陶瓷性能的影响

以Ba4Sm28/3Ti18O54微波介质陶瓷为基础,掺杂Bi2O3进行协调改性,形成固溶式为Ba4(Sm1–yBiy)28/3Ti18O54的结构。结果表明,掺杂Bi2O3能很好地把Ba4Sm28/3Ti18O54微波介质陶瓷的烧结温度降低至1260℃,当y=0.15时,能得到介电性能较佳的微波介质陶瓷:εr约为81,tanδ约为5×10–4,τf为–21×10–6℃–1。     

(La0.44Sr0.33)TiO3对MgTiO3系高频高Q MLCC瓷料性能的影响

采用传统固相反应法制备了(1-x)(Mg0.95Zn0.05)TiO3-x(La0.44Sr0.33)TiO3(MZLST)介质陶瓷。系统研究了(La0.44Sr0.33)TiO3掺杂量对MZLST陶瓷烧结特性、相构成、微观结构和微波介电性能的影响。结果表明,掺杂少量的(La0.44Sr0.33)TiO3后,MZLST陶瓷的主晶相为(Mg0.95Zn0.05)TiO3和(La0.44Sr0.33)TiO3,随着烧结温度的升高,第二相(Mg0.95Zn0.05)Ti2O5的含量增加。当x=0.10时,MZLST陶瓷在1 285℃烧结2h获得最佳的介电常数εr=22.17,品质因数Q.f=48 471GHz(6.72GHz),谐振频率温度系数τf=-7.99×10-6/℃。     

掺杂Lu_2O_3对Ba_4Sm_(9.33)Ti_(18)O_(54)微波介质陶瓷性能的影响

以Ba4Sm9.33Ti18O54微波介质陶瓷为基础,掺杂Lu2O3进行改性,形成固溶式为Ba4(Sm1–yLuy)9.33Ti18O54的结构。结果表明,掺杂Lu2O3能很好地把Ba4Sm9.33Ti18O54微波介质陶瓷的烧结温度降至1 260℃,当y=0.05时Ba4Sm9.33Ti18O54为类钨青铜结构,能得到介电性能较佳的微波介质陶瓷:4.33GHz时εr约为76,Q.f约为2532,τf为–42×10–6/℃;y<0.5时生成了类钨青铜结构晶相,y≥0.5主晶相变成烧绿石相,不具备介电性。     

Ba_4Nd_(9.33)Ti_(18)O_(54)微波介质陶瓷的微波合成及其低温烧结

采用微波加热合成了Ba4Nd9.33Ti18O54(BNT)微波介质固溶体陶瓷粉末,研究了微波加热工艺对BNT陶瓷相组成与微观形貌的影响。结果表明:微波加热相比于常规加热可以实现BNT陶瓷的低温快速合成;通过添加质量分数45%的B2O3-SiO2-CaO-MgO(BS)玻璃实现了BNT陶瓷于875℃烧结致密化。1 100℃微波合成的BNT陶瓷加BS玻璃烧结后具有最佳性能:εr=35.8,tanδ=12×10–4,σf=103.7 MPa,λ=2.576 W/(m.K)。     

织构化BaBi_4Ti_4O_(15)压电陶瓷的制备与性能研究

以熔盐法制备的BaBi4Ti4O15片状粉体作为模板,流延法制备了BaBi4Ti4O15压电陶瓷,并与传统固相法制备的BaBi4Ti4O15压电陶瓷进行比较。通过XRD分析不同工艺制备的陶瓷样品相结构,SEM观察其微观形貌。结果表明:流延法制备的BaBi4Ti4O15陶瓷在(00l)方向实现了定向排列,且随着模板含量的增加,(00l)晶面的定向度f增加,模板质量分数为20%时,f=57.7%。另外,流延法制得的BaBi4Ti4O15陶瓷样品容易致密,当烧结温度从1 140℃到1 145℃时,密度由5.39 g.cm–3增大到6.64 g.cm–3,在1 150℃达到最大密度7.39 g.cm–3。