高介电(1–x)Ca_(0.7)Nd_(0.2)TiO_(3-x)Ba_(0.4)Sr_(0.6)TiO_3陶瓷微波介电特性

采用固相反应法制备了具有钙钛矿结构的(1–x)Ca_(0.7)Nd_(0.2)TiO_(3-x)Ba_(0.4)Sr_(0.6)TiO_3(0.05≤x≤0.5)陶瓷,并对其烧结行为、相组成、显微结构及微波介电性能进行了研究。结果表明:随着(Ba0.4Sr0.6)2+含量的增加,(1–x)Ca_(0.7)Nd_(0.2)TiO_(3-x)Ba_(0.4)Sr_(0.6)TiO_3(0.05≤x≤0.5)陶瓷的品质因数(Q·f)及谐振频率温度系数(τf)单调递减,而相对介电常数(εr)先升后小幅降低。当x=0.2,且烧结温度为1 450℃时,该介质陶瓷的微波介电性能为:εr=151.3,Q·f=5 900 GHz,τf=399.4×10–6/℃。与CaTiO_3(εr=160,Q·f=6 800 GHz,τf=850×10–6/℃)相比,Q·f和εr略微降低,τf有较大程度的减少,故此陶瓷体系有望替代CaTiO_3成为新一类高介电性微波陶瓷。     

低温烧结(1–x)Ba_3(VO_4)_(2-x)Li_2WO_4微波介质陶瓷的研究

为了获得低温烧结的陶瓷材料,用固相反应制备了(1–x)Ba3(VO4)2-x Li2WO4(0.05≤x≤0.20)微波介质陶瓷。实验结果表明:随着添加剂Li2WO4的增加,复合陶瓷的相对体密度、相对介电常数εr和品质因数Q·f都呈现出先增加随后又降低的趋势,而谐振频率温度系数τf呈线性降低。添加了摩尔分数0.15Li2WO4的微波介质陶瓷在850℃烧结2 h达到约96.8%的致密度,并获得最佳的微波介电性能:εr=13.7,Q·f=97000 GHz,τf=1.8×10–6/℃。     

Ca[(Li_(1/3)Nb_(2/3))_(0.95)Zr_(0.15-x)Ti_x]O_(3+δ)陶瓷的微波介电性能

研究了Zr和Ti复合取代Ca[(Li1/3Nb2/3)0.95Zr0.15-xTix]O3+δ(0≤x≤0.15,CLNZT)陶瓷B位对其晶体结构及微波介电性能的影响,并分析了谐振频率温度系数τf随容忍因子t的变化关系。当0≤x≤0.15时,CLNZT陶瓷为单一斜方钙钛矿相,随x的增加,τf由–9.4×10–6/℃变为–15.8×10–6/℃,而品质因数与谐振频率乘积Q·f值先增大,x=0.10时又开始下降。当x=0.10时,陶瓷具有较好的微波介电性能:εr为32.8,Q·f值为1.66×104GHz,τf为–13.6×10–6/℃。     

钙钛矿锰氧化物Ca_(0.5)Nd_(0.5)(Mn_(0.7)Fe_(0.3))O_3掺杂对Ca_(0.61)Nd_(0.26)TiO_3微波介电性能的影响

研究了传统固相反应法制备所得xCa_(0.5)Nd_(0.5)(Mn_(0.7)Fe_(0.3))O_3-(1–x)Ca_(0.61)Nd_(0.26)TiO_3(0.1≤x≤0.25,CNMFT_x)多晶陶瓷相组成、显微结构、烧结性能与微波介电性能之间的影响关系。X射线衍射研究表明,在研究组分范围内CNMFT_x样品均为单一正交钙钛矿结构;当烧结条件为1 400℃/4 h,x=0.1~0.2时,Fe~(3+)/Mn~(3+,4+)替代Ca_(0.61)Nd_(0.26)TiO_3中Ti~(4+)后,相对介电常数(εr为88.5~77.5)、品质因子(Q·f为7 010~9 370 GHz)和谐振频率温度系数(τf为207.4×10~(–6)/℃~149.1×10~(–6)/℃)逐渐降低,而当x=0.25时,εr(73.4)与τf值(119.6×10~(–6)/℃)仍按规律降低,虽然此时样品晶粒尺寸更为均匀,但Q·f值(5 100 GHz)降幅增加。因此,对于ABO3型钙钛矿结构的微波介质陶瓷,当具有铁磁效应离子的添加量较小时,微波介电性能的变化符合预期规律;但当置换量达到一定比例时,铁磁性增加,导电性增强,巨磁电阻效应减小,致使微波陶瓷介电损耗增加。     

铌锑酸镁陶瓷的烧结和微波介电性能

用固相反应法制备了一系列铌锑酸镁(Sb含量x≤2)陶瓷,研究了该陶瓷的烧结性能、物相结构和微波介电性能。结果表明,当x≤1.6时,铌锑酸镁形成了连续固溶体,少量Sb5+对Nb5+的取代(0.4≤x≤0.8),使得陶瓷最佳烧结温度从1400℃降到1300℃,而材料εr和Q·f值没有降低。1300℃,5h烧结的铌锑酸镁陶瓷具有优异的微波介电性能:εr为11.61,Q·f为169820GHz,τf为–54.4×10–6℃–1。     

CNT对BST陶瓷微波介电性能的影响

采用XRD及SEM研究(Ca0.61Nd0.26)TiO3对微波介质陶瓷Ba4Sm9.33Ti18O54的结构和微波介电性能的影响。获得了一些性能较好的微波介质陶瓷(1–x)Ba4Sm9.33Ti18O54-x(Ca0.61Nd0.26)TiO3,其微波介电性能如下:εr=75,Q·f为8985GHz,τf为–8.2×10–6℃–1(x?=0);εr为75,Q·f为9552GHz,τf为–14.4×10–6℃–1(x?=0.2)。     

(Sr_(1-x)Ba_x)La_4Ti_4O_(15)微波介质陶瓷的显微结构及介电性能

采用传统的固相反应法制备(Sr1-xBax)La4Ti4O15(x=0~1,BSLT)微波介质陶瓷,并对其物相组成、晶体结构及微波介电性能进行分析。研究结果表明,Ba2+含量的增加降低了BSLT陶瓷的烧结温度,陶瓷的主晶相为(Sr,Ba)La4Ti4O15,并伴随有第二相La2TiO5的生成。在微波频率下,随Ba2+含量的增加,BSLT陶瓷的微波介电常数εr及品质因数与频率之积Q×f值先增大后减小,谐振频率温度系数τf为(-4~-11)×10-6/℃,优化出(Sr0.9Ba0.1)La4Ti4O15陶瓷具有最佳微波介电性能:εr=47.5,Q×f=31 582GHz,τf=-7.5×10-6/℃。     

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/℃。     

CaWO_4-Li_2WO_4陶瓷低温烧结特性及微波性能研究

采用固相反应法制备了(1-x)CaWO4-xLi2WO4(0≤x≤0.14)微波陶瓷,研究了Li2WO4作为第二相对CaWO4微波陶瓷的低温烧结特性和微波性能的影响。结果表明,Li2WO4相的存在能明显降低CaWO4的烧结温度,并且随着x的增加,(1-x)CaWO4-xLi2WO4(0≤x≤0.14)陶瓷体系的最佳烧结温度降低。当x=0.1,在900℃下烧结2h,该陶瓷材料的介电常数εr=9.002,品质因数与频率之积Q×f=11.76×104 GHz,谐振频率温度系数τf=-55×10-6/℃。在此基础上采用w(CaTiO3)=5.0%调节其谐振频率温度系数到0,调节后的微波介电性能为εr=10.312,Q×f=5.36×104 GHz,τf约为0     

Ba_(0.2)Sr_(0.8)La_4Ti_4O_(15)微波介电陶瓷的两步烧结法制备及性能表征

采用两步烧结法制备了Ba0.2Sr0.8La4Ti4O15微波介电陶瓷,并通过分析陶瓷的晶相、显微结构及介电性能,与采用传统高温直接烧结法制得的陶瓷样品进行了对比。结果表明,较之高温直接烧结法,采用两步烧结法可通过较长时间保温而制备出粒度小而均匀、无裂纹且介电性能较好的陶瓷。在一次烧结温度为1 600℃、二次烧结温度为1 500℃并保温10 h条件下所制陶瓷介电性能最优:εr=46.52,Q.f=65 496 GHz,τf=–12.1×10–6/℃。     

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)/℃。     

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。     

(Ca1-xBax)[(Li1/3Nb2/3)0.95Zr0.15)]O3+δ陶瓷微波介电特性

研究了A位Ba2+取代对(Ca1-xBax)[(Li1/3Nb2/3)0.95Zr0.15]O3+δ (0≤x≤0.2,CBLNZ)陶瓷的微观结构及微波介电特性的影响.当0≤x≤0.025时,体系为单一钙钛矿相,随Ba2+含量的增加,谐振频率温度系数(τf)由-9.4×10-6/℃增加到18×10-6/℃,而品质因数(Q)先增大;当x=0.025时,开始下降.用键价理论分析了谐振频率温度系数随B位键价的变化关系.当x(Ba2+)=2.5%时,陶瓷微波介电性能最佳,即介电常数εr=34.3,品质因数与频率的乘积Q·f =13 400 GHz,τf =-2.1×10-6/℃.     

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/℃。     

B位非化学计量比对0.6BCN-0.4BZN陶瓷性能的影响

采用传统固相反应法,制备了Ba(Co0.6Zn0.4)1/3Nb2/3O3(0.6BCN-0.4BZN)微波介质陶瓷。系统研究了Ba(Co0.6Zn0.4)(1/3+x)Nb2/3O3陶瓷中B位(Zn,Co)离子的非化学计量比(x=-0.015,-0.009,-0.003,0,0.003,0.009,0.015)对该微波介质陶瓷性能的影响。结果表明:少量的B位离子缺量,可以促进烧结的致密化。x为-0.009时所制陶瓷密度最大,达到理论密度的99%以上。在1400℃下烧结20h,可以获得εr=35.35,Q.f=40787GHz(f=5.180GHz),τf=-3×10-6/℃的0.6BCN-0.4BZN陶瓷。     

BaO-3TiO_2微波介质陶瓷的H_3BO_3掺杂改性研究

为实现低温烧结,采用固相反应法制备了H3BO3掺杂改性的BaO-3TiO2微波介质陶瓷,研究了H3BO3掺杂量对其烧结温度和介电性能的影响,并与H3BO3掺杂改性的BaTi4O9陶瓷进行了对比研究。结果表明,H3BO3掺杂能使BaO-3TiO2陶瓷的烧结温度降低到950℃,原因是烧结过程中形成了熔点约为899℃的液相BaB2O4。当掺杂质量分数为3%的H3BO3时,制备的BaO-3TiO2微波介质陶瓷具有良好的介电性能:εr=34.1,Q·f=9000GHz(4.0GHz),略优于H3BO3掺杂改性的BaTi4O9陶瓷。     

液相包覆法引入B2O3对Ba2Ti9O20陶瓷介电性能的影响

以BaCO3和TiO2粉末为原料,采用固相反应法合成Ba2Ti9O20主晶相,以H3BO3溶液为前驱液,通过液相包覆技术引入B2O3助烧剂以降低Ba2Ti9O20陶瓷的烧结温度.研究了液相包覆B2O3对Ba2Ti9O20陶瓷的烧结和介电性能的影响.结果表明,液相包覆B2O3后,Ba2Ti9O20陶瓷的烧结温度从1400...     

球磨时间对低温烧结BaO-TiO2-Nb2O5微波陶瓷性能的影响

为实现Ba2Ti3Nb4O18(BaO-TiO2-Nb2O5)材料的低温烧结,添加质量分数为5%的ZnO-B2O3玻璃作助熔剂,研究了行星球磨时间对粉料粒径、陶瓷样品的烧结密度、显微结构和介电性能的影响。结果显示:行星球磨6h的粉料粒径适中(约90nm),用该粉料制备的样品可在900℃致密烧结(>95%理论密度),且介电性能优良(1MHz),εr约为36,tanδ小于4×10–4,电容温度系数为(–5～+5)×10–6/℃;微波介电性能如下:εr约为33,Q为2380(5.998GHz)。