一种电子陶瓷的分析方法

对五元系统BaO PbO Nd2 O3 Bi2 O3 TiO2 进行X 射线粉末衍射分析确定系统的主次晶相分别为BaNd2 TiO14 和Bi4Ti3 O12 。用X射线衍射峰强度计算出系统中各物相的体积百分数 ,代入李赫德涅凯对数混合定则 ,定量计算出的系统介电性能与用仪器实测的相符。结果表明对于X射线衍射强度可以定量表征系统介电性能的材料 ,可以根据所需的性能指标利用李氏定则确定系统成分配比 ,从而可以作为电子陶瓷材料设计改进的依据。     

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/℃。     

ZnO-B2O_3-SiO_2系统的相结构与介电性能的研究

对 Zn O- B2 O3- Si O2 三元系统进行了 XRD和介电性能定量关系的研究。系统的主、次晶相为 Si O2 、Zn2 Si O4相。调整各组分 ,获得了超低介电常数的介质陶瓷 ,其介电常数ε为 5 ,介电损耗 tanδ≤ 5× 10 - 4 ,容量温度系参数αc≤ (0± 30 )× 10 - 6 /°C、绝缘电阻 IR≥ 10 1 2 Ω ,烧结温度为 1140°C。并对系统进行了 X-射线分析 ,探讨了用X-射线衍射峰强度计算各物相含量的方法。     

BaO-La2O3-TiO2纳米粉体制备及介电性能研究

采用醇盐水解溶胶-凝胶法成功制备出分散性良好的BaO-La2O3-TiO2(BLT)系纳米粉体材料,其平均粒径约为30 nm。X-射线(XRD)分析表明,用此类粉体烧制的陶瓷材料其主晶相为La2Ti2O7,副相为Ba-La2Ti4O12。该粉体烧结成瓷后表现出良好的介电性能。     

Sb_2O_3对非化学计量钛酸锶钡陶瓷介电性能的影响

采用固相法制备工艺获得Sb2O3掺杂(Ba0.7Sr0.3)Ti0.995O3系电介质陶瓷。通过扫描电镜、X线衍射仪及LCR测试系统,研究Sb2O3含量、烧结温度及保温时间对非化学计量的钛酸锶钡体系微观结构及介电性能的影响。结果表明,随Sb2O3掺杂量增大,(Ba0.7Sr0.3)Ti0.995O3陶瓷由立方钙钛矿结构单相固溶体转变为多相化合物。在(Ba0.7Sr0.3)Ti0.995O3陶瓷中,Sb3+占据钙钛矿晶格B位。随Sb2O3掺杂量的增大,(Ba0.7Sr0.3)Ti0.995O3基陶瓷的平均粒径减小,室温介电性能及居里温度显著改变。提高烧结温度并延长保温时间有利于改善高Sb2O3掺杂量下非化学计量BST基陶瓷室温介电性能。     

ZST微波陶瓷在介质振荡器上的应用研究

用传统固相法制备ZST(氧化锆-氧化锡-氧化钛)系微波陶瓷,研究了ZST系微波陶瓷的组成对介电性能的影响。通过X-射线衍射(XRD)和HP8714ET网络分析仪对其晶体结构和微波介电性能进行研究,实验结果表明:少量掺Bi2O3的ZST系陶瓷材料可把烧结温度降低至1 260℃,微波介电性能较好;掺入量大于2%(质量分数)时,ZST系微波陶瓷在晶界偏析形成了Bi2Ti2O7新相,微波性能下降。用微波介电性能较好的ZST系陶瓷制成的介质振荡器进行测试,其电性能满足设计要求。     

BaO·Nd2O3·TiO2-(Zr0.8Sn0.2)TiO4复合系统微波介质材料的研究

研究了BaO.Nd2O3.Ti O2-(Zr0.8Sn0.2)Ti O4复合体系的烧结性能、微观结构、相组成和微波介电性能。结果表明,BaO.Nd2O3.Ti O2-(Zr0.8Sn0.2)Ti O4复合体系可在1 200~1 260℃范围内烧结出致密的微波介质陶瓷材料,其相组成由BaO.Nd2O3.4Ti O2、BaO.Nd2O3.5Ti O2、Nd2Ti2O7、(Zr0.8Sn0.2)Ti O4及未知新相组成,而(Zr0.8Sn0.2)Ti O4由单一晶相组成;复合体系的介电常数、介电损耗、频率温度系数同复合系统各相的配比有关,其中介电常数、频率温度系数基本符合理论计算值而介电损耗则高于理论值;复合系统中出现未知相具有高介电常数、高介电损耗的特征。     

钛酸锌镁介质陶瓷的制备与介电性能

采用固相合成法制备了Mg0.22Zn0.78TiO3(简称MZT)化合物陶瓷粉体,研究了烧结助剂及Ca O掺杂对MZT介质陶瓷的烧结和介电性能的影响。实验结果表明,掺杂少量的Ca O能改善MZT陶瓷的介电性能,加入质量分数为10%烧结助剂,能获得一种能在较低温度下烧结的MZT系瓷料,烧结温度为1 000℃时,测得陶瓷样品的最佳介电性能:相对介电常数约为21,介质损耗小于1.5×10-4,介电常数温度系数符合C0G瓷料的要求。     

Ba_2Ti_9O_(20)基微波介质陶瓷的微观组织与微波介电性能

采用固相合成法,通过控制烧结温度和烧结时间,成功制备了单相Ba2Ti9O20基微波介质陶瓷。采用XRD、SEM研究了Ba2Ti9O20基微波介质陶瓷的物相组成和微观结构,采用平行板谐振法测试了Ba2Ti9O20基微波介质陶瓷的微波介电性能。结果表明,单相Ba2Ti9O20微波介质陶瓷具有均匀一致的等轴晶,过高或过低的烧结温度将导致柱状BaTi4O9晶出现。1 360℃烧结4.5 h制备的Ba2Ti9O20基微波介质陶瓷介电性能为:?r=39.53,Q?f=33 800 GHz,τf=1.68×10–6/℃。     

中温烧结BaO-TiO2-ZnO-Nb2O5系微波瓷料

使用电子陶瓷工艺制备得到了掺杂Mn和Sn的BaO-TiO2-ZnO-Nb2O5(BTZN)系陶瓷，XRD表明，其主晶相为Ba2Ti9O20、BaTi4O9，另外还有少量附加晶相：Ba4Ti13O30、Ba3Ti12Zn7O34、BaTi5O11等。少量Mn和Sn掺杂有利于系统Q值的提高，降低了烧结温度并提高了介电性能。文中主要对Mn和Sn掺杂的影响机理分析作了分析。Mn和Sn综合掺杂的结果，使得在中温1160℃得到了微波介电性能优良的BTZN陶瓷。同时，把此种瓷料制成多层陶瓷电容器开拓了一种新的应用领域。     

高频电介质新材料Ba2Ti3Nb4O18陶瓷

采用氧化物固相反应法制备了理论密度达96.8%以上的Ba2Ti3Nb4O18高频电介质陶瓷。XRD和SEM分析表明:该陶瓷为两相混合结构,主晶相为单斜Ba2Ti3Nb4O18相,次晶相为六方Ba3Ti4Nb4O21相。1250℃/2h烧结瓷体Ba3Ti4Nb4O21相的体积分数为5%~8%,1MHz下的介电性能为:εr约为38,tanδ约为1.6×10–4,αC约为–8.51×10–6/℃。     

Nd_2O_3和Sm_2O_3掺杂钛酸锌介电陶瓷的结构与性能

为了改善ZnTiO3介电陶瓷的性能,研究了Nd2O3和Sm2O3掺杂对ZnTiO3陶瓷结构与介电性能的影响,借助TEM型同轴谐振器测量陶瓷的微波介电性能。研究表明,掺杂Sm2O3形成新相Sm2Ti2O7,少量Sm2O3掺杂能有效抑制ZnTiO3分解;掺杂Nd2O3形成新相Nd2Ti2O7和Nd4Ti9O24;Nd2O3和Sm2O3掺杂均能提高谐振器的无载Q值,且Nd2O3的掺杂效果优于Sm2O3:Nd2O3掺杂能使陶瓷的τf从正值向负值变化,通过调整Nd2O3掺杂量(质量分数5%～10%),可获得τf近零、无载Q值大于260的陶瓷组成,可用于制备分米波段的滤波器。     

含La或Sm的BaNd_(2-y)R_yTi_(4+x)O_(12+2x)瓷的结构与性能

ＢａＯ－Ｎｄ２Ｏ３－ＴｉＯ２系富钛区含Ｌａ或Ｓｍ的陶瓷,ＸＲＤ、ＳＥＭ显微结构分析表明,其主晶相为Ｒ（Ｒ＝Ｌａ或Ｓｍ）取代Ｎｄ固溶体ＢａＮｄ２－ｙＲｙＴｉ５Ｏ１４和ＢａＮｄ２－ｙＲｙＴｉ４Ｏ１２,均属斜方晶系,并存在少量的次晶相Ｒ２Ｔｉ２Ｏ７、ＢａＴｉ４Ｏ９、Ｂａ２Ｔｉ９Ｏ２０等。富钛区ＢａＮｄ２Ｔｉ４＋ｘＯ１２＋２ｘ（ｘ＝０～１．４００）组分和含Ｌａ或Ｓｍ的ＢａＮｄ２－ｙＲｙＴｉ５Ｏ１４组分所组成的瓷料,介质损耗显著地降低,介电常数和电容温度系数遵从李赫涅德凯对数混合定律。     

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。     

B2O3/SiO2比对钡硼硅系微晶玻璃性能的影响

采用固相反应法制备了高膨胀系数的钡硼硅系微晶玻璃,研究B2O3/SiO2比对钡硼硅系微晶玻璃性能的影响,并对其进行了热、力、电性能测试及XRD、SEM分析表征。结果表明:提高B2O3/SiO2比会促进液相烧结的进行,能有效降低烧结温度,并影响晶相组成;但B2O3/SiO2比过高或过低都会破坏材料的力学性能,降低抗弯强度,热膨胀系数和介电常数则随其含量增加呈减小趋势。B2O3质量分数为12%的微晶玻璃在950℃下烧结1h,有大量的方石英相析出,材料的抗弯强度最大。最终制备了具有优良介电性能的微晶玻璃,其热膨胀系数为17.87μ℃-1,抗弯强度为175MPa。     

Na和Ti掺杂对Bi_2(Zn_(1/3)Nb_(2/3))_2O_7陶瓷性能的影响

采用传统固相反应法制备了Na-Ti掺杂Bi2(Zn1/3Nb2/3)2O7陶瓷。研究了Na+替代Bi3+,Ti4+替代Nb5+对Bi2(Zn1/3Nb2/3)2O7陶瓷烧结特性、显微结构和介电性能的影响。结果表明,掺入Na+和Ti4+后,Bi2(Zn1/3Nb2/3)2O7陶瓷的烧结温度从1000℃降到了860℃左右;在–30℃～+130℃的温度范围内,Na-Ti掺杂Bi2(Zn1/3Nb2/3)2O7陶瓷表现出明显的、激活能约为0.3eV的介电弛豫现象。这主要是由缺陷偶极子和晶格畸变在陶瓷中的出现引起的。     

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。     

H_3BO_3掺杂Li_2ZnTi_3O_8陶瓷的微波介电性能

采用传统的固相烧结工艺制备了H3BO3掺杂的Li2ZnTi3O8陶瓷。研究了H3BO3掺杂量对所制Li2ZnTi3O8陶瓷的烧结特性、相成分、微观结构以及微波介电性能的影响。结果表明:H3BO3对于所制陶瓷相成分没有影响,仅为单一的Li2ZnTi3O8相;H3BO3能够将Li2ZnTi3O8陶瓷的烧结温度降低200℃左右,同时没有显著损害该陶瓷的微波介电性能;当H3BO3掺杂量为质量分数2.0%时,950℃烧结的Li2ZnTi3O8陶瓷微波具有良好的介电性能:εr=25.99,Q.f=54 926GHz,τf=-12.17×10–6/℃。