(1-x)CaTiO3-xLi1/2Sm1/2TiO3陶瓷的微波介电性能研究

采用固相法制备了(1-x)CaTiO3-x(Li1/2Sm1/2)TiO3系列微波介质陶瓷材料,研究了该体系的相组成、烧结性能和微波介电性能之间的关系.结果表明:在x=0.1～0.9mol范围内,(1-x)CaTiO3-x(Li1/2Sm1/2)TiO3体系均形成了单一的斜方钙钛矿结构;x=0.1～0.5和x=0.6～0.9组分的最佳烧结温度分别为1250和1300°C;介电常数εr、无载品质因数与谐振频率乘积Qf值、谐振频率温度系数Tf均随着x的增大而减小.当x=0.7时, 1300°C下保温5h烧结得到的材料的微波介电性能为: εr=116.5,Qf=3254GHz,Tf=42.43 ×106/°C.     

C（0．）（Li1/2Sm1/2）0．7TiO3微波介质陶瓷的低温烧结研究

采用传统陶瓷制备工艺,制备了掺杂Na2O-CaO-B2O3（NCB）氧化物的C（0．）（Li1/2Sm1/2）0．7TiO3（CLST）陶瓷,研究了NCB掺杂量与晶相组成、显微结构、烧结性能及微波介电性能的关系.研究结果表明：复合氧化物NCB掺杂量在1wt%～15wt%范围内没有杂相生成,晶相仍呈斜方钙钛矿结构.随着NCB添加量的增加,陶瓷致密化温度和饱和体积密度降低,介电常数ε~r、无载品质因数与谐振频率乘积Qf值也呈下降趋势,频率温度系数Tf向正方向增大.NCB氧化物掺杂能有效地将CLST陶瓷的烧结温度由1300℃降低至900℃.添加12.5wt%NCB的CLST陶瓷在低温900℃烧结5h仍具有良好的微波介电性能：εr=73.7,Qf=1583GHz,Tf=140.1×10^-6/℃,满足高介多层微波器件的设计要求.     

(1-x)(Mg0.9Co0.1)TiO3-x(Ca0.61La0.26)TiO3陶瓷的微波介电性能（英文）

研究了(1-x)(Mg0.9Co0.1)TiO3-x(Ca0.61La0.26)TiO3(MCT-CLT)体系陶瓷的微波介电性能.目的是通过(Ca0.61La0.26)TiO3(CLT)协调(Mg0.9Co0.1)TiO3(MCT)陶瓷的谐振频率温度系数.实验发现,烧结温度和陶瓷组成对微波介电性能影响显著,当烧结温度为1300℃时,可以获得良好的致密度,当烧结温度超过1300℃时,陶瓷致密度和介电性能下降.此外,随着CLT含量的增加,材料的介电常数增大,品质因数减小.当CLT含量为13%,烧结温度为1300℃,保温2h,(MCCLT)陶瓷具有优良微波介电性能,εr=22.4,Q×f=35000 GHz,τf=-8.7×10-6/℃,从而达到实用要求.     

La^3＋、Li^1＋对CaTiO3微波介电性能的影响

研究了La^3＋、Li^1＋取代对CaTiO3微波介电性能的影响。在1400℃以下烧结制备Ca1-xLa2x/3TiO3（简称CLT）微波陶瓷，分析了容差因子τ对谐振频率温度系数τf的影响。在1350℃烧结4h，可制备出εr=118，τf=＋2．95×10^-4/℃，Qf=10360GHz的CLT（x=0．4）微波陶瓷。以（1叫）Ca0.6La0.2667TiO3-yLi1/2Nd1/2TiO3为代表，对（1-y）Ca1-xLa2x/3TiO3叫-yLi1/2Nd1/2TiO3（简称CLLNT）系列材料的微波介电性能进行了探讨。随着烧结温度的提高，CLLNT（x=0．4）的εr略有下降，而Q·f值略有上升。随着y值的增加，CLLNT（x=0．4）的即Q·f、τf都下降。与CLT（X=0．4）相比，虽然CLLNT（x=0．4）的Q·f值下降了，但τf得到较大的改善，同时ε仍很高，保持在100以上。     

(1-x)(Mg0.7Zn0.3)TiO3-xCa0.61La0.26TiO3系陶瓷的微波介电性能研究（英文）

本实验研究了(1-x)(Mg0.7Zn0.3)TiO3-x(Ca0.61La0.26)TiO3(MZT-CLT)系陶瓷的微观结构和微波介电性能,通过(Ca0.61La0.26)TiO3来协调(Mg0.7Zn0.3)TiO3陶瓷的谐振频率温度系数.MZT-CLT陶瓷的主晶相为(Mg0.7Zn0.3)TiO3,第二相为Ca0.61La0.26TiO3和(Mg0.7Zn0.3)Ti2O5.烧结温度和陶瓷组成对微波介电性能影响显著,当烧结温度为1275℃时,可以获得良好的致密度,当烧结温度超过1300℃时,Zn的蒸发导致陶瓷致密度和介电性能下降.随着(Ca0.61La0.26)TiO3含量的增大,材料的介电常数增大,品质因数减小.当x=0.13,烧结温度为1275℃保温4h,(MZT-CLT)陶瓷具有优良微波介电性能,εr=26,Q.f=86000 GHz,τf=-6×10-6/℃.     

CaTiO3 对(1-x)ZnAl2O4-xMg2TiO4(x=0.21)微波介质陶瓷结构和性能的影响

利用常规固相法制备了ZnAl2O4-Mg2TiO4-CaTiO3陶瓷,研究了CaTiO3对其相成分、微观组织结构和微波介电性能的影响规律. 结果表明,CaTiO3能有效地改善(1-x)ZnAl2O4-xMg2TiO4(x=0.21)材料的烧结性能,使其致密化温度降低150℃. ZnAl2O4-Mg2TiO4-CaTiO3陶瓷体系中包括ZnAl2O4基尖晶石相、CaTiO3、MgTi2O5和Zn2Ti3O8相,当烧结温度高于1400℃时,Zn2Ti3O8相消失. 随着CaTiO3含量的增加,体系中CaTiO3相含量增加而MgTi2O5相含量减少,且CaTiO3具有显著地调节谐振频率温度系数的作用. 当在(1-x)ZnAl2O4-xMg2TiO4(x=0.21)体系中掺入6mol%的CaTiO3添加剂时,经1400℃烧结后能获得温度稳定性好的微波介质陶瓷材料,其微波介电性能为:εr=11.8,Q*f=88080GHz,τf=-7.8×10-6/℃.     

Nb2O5和Sm2O3复合掺杂Ba0.9Sr0．1TiO3陶瓷

研究了NbzO5和Sm2O3复合掺杂对Ba0.9Sr0.1TiO3陶瓷微观结构和介电性能的影响。结果表明：Nb2O5、Sm2O3复合掺杂Ba0.9Sr0.1TiO3陶瓷1510℃致密烧结,Nb5＋、Sm3＋共同占据钛位,形成稳定的、单相的钙钛矿结构。随着添加量X的增加,介电常数ε,和击穿电压Eb先增加后降低,介质损耗tanδ先降低后增大。掺杂适量的Nb2O5和Sm2O3,可明显提高材料的ε,降低tanδ。x=0．04时,获得了较好的介电性能（εr=6168、tanδ=0．0024、Eb=14．3MV·m^-1、绝缘电阻率ρ〉10^12Ω·cm）的高压电容器陶瓷。     

Ca0.3(Li1/2Sm1/2)0.7TiO3微波介质陶瓷的低温烧结研究

采用传统陶瓷制备工艺, 制备了掺杂Na₂O-CaO-B₂O₃(NCB)氧化物的Ca_0.3(Li_1/2Sm_1/2)_0.7TiO₃(CLST)陶瓷, 研究了NCB掺杂量与晶相组成、显微结构、烧结性能及微波介电性能的关系. 研究结果表明: 复合氧化物NCB掺杂量在1wt%～15wt%范围内没有杂相生成, 晶相仍呈斜方钙钛矿结构. 随着NCB添加量的增加, 陶瓷致密化温度和饱和体积密度降低, 介电常数ε_r、无载品质因数与谐振频率乘积Qf值也呈下降趋势, 频率温度系数τ_f向正方向增大. NCB氧化物掺杂能有效地将CLST陶瓷的烧结温度由1300℃降低至900℃. 添加12.5wt% NCB的CLST陶瓷在低温900℃烧结5h仍具有良好的微波介电性能: ε_r=73.7, Qf=1583GHz, τ_f=140.1×10-6/℃, 满足高介多层微波器件的设计要求.     

Al2O3掺杂对Ba4Sm9.33Ti18O54陶瓷显微结构和介电性能的影响

采用固相反应法制备了Ba4Sm9.33Ti18O54(简称BST)xwt%Al2O3(x=0~1.5)微波介质陶瓷.研究了掺杂Al2O3对BST陶瓷的显微结构和介电性能的影响.扫描电镜和能谱分析结果显示:未掺杂的BST陶瓷中有少量Sm2Ti2O7相,随着增加Al2O3掺入量,Sm2Ti2O7相消失,BST陶瓷中先后产生了BaTi4O9(x≥0.6)和BaAl2Ti5O14(x≥1.0)两种新相.介电性能测试结果表明Sm2Ti2O7相的消失以及少量BaTi4O9相的形成,能显著提高BST陶瓷的Qf值,但会降低陶瓷的介电常数.当Al2O3的掺入量从0.6wt%增加到1.0wt%时,BaTi4O9相的量逐渐增加,引起BST陶瓷的Qf值略微下降.BaAl2Ti5O14相的产生会同时降低BST陶瓷的介电常数和Qf值.掺入0.6wt%Al2O3的BST陶瓷在1340℃烧结3 h后具有最佳的介电性能:εr=74.7,Qf=10980 GHz,τf=–11.8×10-6/℃.     

低温烧结BaO-Sm2O3-TiO2系微波介质陶瓷材料的研究

利用传统的固相法制备BaO-Sm2O3-TiO2系陶瓷。通过复合添加氧化物ZnO、CuO和玻璃料Bi2O3-B2O3-ZnO-SiO2（BBZS），系统的烧结温度降至900℃。研究了玻璃料的添加量对介电性能的影响。按BaSm2Ti4O12＋1％（质量分数）ZnO＋1％（质量分数）CuO＋x％（质量分数）BBZS（0＜x≤30）配方，当x=25，预烧温度为1100℃和烧结温度为900℃时，有以下的微波特性：εr=60．51，Qf=2256GHz，τf=15．02×10^-6/℃，该陶瓷材料有望与纯Ag电极共烧，应用到LTCC领域。     

Ba置换改性(Ca1-xBax)[(Mg1/3Nb2/3)0.6Ti0.4]O3陶瓷结构与微波介电性能的研究

研究了Ba置换改性对Ca [(Mg1/3Nb2/3)0.6Ti0.4]O3陶瓷微观结构与介电性能的影响.通过XRD与SEM分析发现,当x=0.15,(Ca1-xBax) [(Mg1/3Nb2/3)0.6Ti0.4]O3形成了正交晶系钙钛矿结构的单相固溶体;当x=0.20～0.80时,改性陶瓷为正交与六方钙钛矿结构的两相复合固溶体;当x=0.85 时,所形成(Ca0.15Ba0.85) [(Mg1/3Nb2/3)0.6Ti0.4]O3陶瓷为六方钙钛矿结构的单相固溶体.(Ca1-xBax) [(Mg1/3Nb2/3)0.6Ti0.4]O3系陶瓷微波介电性能的变化与Ba在材料内部的分布状态密切相关,与基材CMNT陶瓷相比:当x=0.15时,陶瓷的介电常数提高,介电损耗降低,谐振频率温度系数向负方向移动:εr=55,Qf值=32000GHz(6.5GHz下),τf=-36.82ppm/℃;当x=0.20～0.80间变化时,(Ca1-xBax)[(Mg1/3Nb2/3)0.6Ti0.4]O3两相复合陶瓷的微波介电性能由于复合效应而表现出连续变化的规律:εr= 45～33 ,Qf值= 30500～40200GHz(6.3GHz～7.6GHz下),τf = -17.7～12.52ppm/℃;当x=0.85时,单相钙钛矿固溶体(Ca0.15Ba0.85) [(Mg1/3Nb2/3)0.6Ti0.4]O3获得良好的微波介电性能:εr=31,Qf值达到44000GHz(8.5GHz下),τf=10.81ppm/℃.     

(1-x)Ca0.61 La0.26 TiO3-xLa(Mg0.5 Ti0.5)O3陶瓷的微波烧结及微波介电性能研究

采用微波烧结制备(1-x)Ca0.61La0.26TiO3-xLa(Mg0.5Ti0.5)O3[x=0.35～0.60,(1-x)CLT-xLMT]微波介质陶瓷,研究烧结工艺和成分配比对其物相组成、显微结构和微波介电性能的影响.结果表明,与常规烧结相比,(1-x)CLT-xLMT陶瓷的微波烧结温度低100℃,烧结时间缩...     

Nd3+取代对(PbCa)(FeNb)O3介质陶瓷微波特性及晶体结构的影响研究

研究了A位Nd^3 非电荷平衡取代量对[(Pb0．48Ca0.52)1-xNdx](Fe0．5Nb0．5)O3晶体结构及微波介电性能的影响．用XRD研究了Nd^3 的取代对体系晶胞参数及物相成分的影响．介电性能研究表明，体系介电常数随Nd^3 先增加后减小，并且当Nd^3 的含量超过一定值时，体系的品质因数得到改善．用键价理论分析了体系谐振频率温度系数随Nd^3 取代量的变化关系．当Nd^3 的含量为5mol％时体系微波介电性能达到最佳为；εr=87．9，Qf=5210GHz，Tf=7．8ppm／K．研究了[(Pb0．48Ca0．52)1-xNdx](Fe0．5Nb0.5)O3体系中晶体结构与介电性能之间的关系．     

(Mg_(1-x)Zn_x)_2SiO_4(0≤x≤1)陶瓷微波介电性能研究

采用固相反应法制备(Mg1-xZnx)2SiO4(0≤x≤1)微波介质陶瓷,研究(Mg1-xZnx)2SiO4陶瓷在0≤x≤1范围内的相演变、微结构与其微波介电性能间相互关系.XRD测试结果表明:橄榄石结构的Mg2SiO4与硅矽矿结构的Zn2SiO4在晶体结构上存在很大差别,(Mg,Zn)2SiO4在0≤x≤1范围内只能部分地实现有限固溶.背散射电子扫描显微镜(BESEM)测试结果显示:随着x的增加,MgSiO3第二相得到抑制;陶瓷出现液相烧结,促进晶粒生长与玻璃相在晶界处沉积.微波介电性能测试结果表明:由于Zn2+离子极化能力大于Mg2+离子,(Mg1-xZnx)2SiO4(0≤x≤1)陶瓷介电常数随x值增加而增大;0≤x≤1范围内,Mg2SiO4陶瓷微波性能由于第二相、气孔率增加与晶粒增大而降低,Zn2SiO4陶瓷由于微结构得到改善,陶瓷微波性能得到优化.当x=0.6时,得到较好的(Mg0.4Zn0.6)2SiO4陶瓷微波性能为:εr=6.6,Qf=95650GHz,τf=-60×10-6/℃.     

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

研究了A位Sr2 取代对(Ca1-xSrx)[(Li1/3Nb2/3)0.95Zr0.15]3 δ(0.0≤x≤0.2,CSLNZ)陶瓷的微观结构及微波介电特性的影响.当0≤x≤20%(摩尔分数)时,体系为单一钙钛矿相,随Sr2 含量的增加,介电常数和谐振频率温度系数增大,而品质因素先增大,x=0.05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Sr2 含量为5%(摩尔分数)时,陶瓷微波介电性能最佳:εr=32.5,Qf=13500GHz,τf=-2.4×10-6/℃.     

V^5＋取代对Mg4（SbNb1-xVx）O9陶瓷介电性能的影响

研究了不同V5 含量Mg4(SbNb1-xVx)O9[MSNV,0.05≤x≤0.3]系陶瓷的烧结特性、微观结构和微波介电性能.结果表明:一定量V5 取代能够明显降低该陶瓷的烧结温度.在所有组成范围内,XRD显示了单一刚玉型结构.随V5 针含量的增加,样品的介电常数ε和品质因数Q·f先增大后减小,样品的谐振频率温度系数Tf逐渐减小,这是由于V5 的取代使得B位键价增强所致.在x=0.15,1250℃烧结,可获得εr=9.98,Q·f=20248GHz(8GHz),Tf=-23.3x10-6.K-1的新型微波介质陶瓷.     

(1-y)Ca1-xLa2x/3 TiO3-yCa(Mg1/3 Nb2/3)O3系陶瓷的缺位结构与微波介电性能研究

采用固相合成法制备了(1-y)Ca1-xLa2x/3 TiO3-yCa(Mg1/3Nb2/3)O3系列固溶体陶瓷材料,研究了该体系微波介电性能与微观结构的关系.研究结果表明:当体系组成为0.5Cao6Lao267 TiO3-0.5Ca(Mg1/3Nb2/3)O3时,在1400℃下烧结保温4小时所得到材料的微波介电性能最佳:εr=55,Q×f值=45000GHz(7.6GHz下),τf=0.04×10-6/℃.同时还探讨了三价阳离子La3 固溶时产生的A点缺陷Vca2 对固溶体结构及微波介电性能的影响.     

微波电介质陶瓷的制取与研究

以（Mg0.8Zn0.2）TiO,（MZT）为原料,采用加入高电介质材料Ba4Nd28/3T18O54zBi2O3（BNT）制备微波电介质陶瓷0．7（Mg08Zn02）T103·0．3{Ba4Nd2Ⅳ3Ti18054·zBi203I（z=0．15,0．18,0．2）,以提高MZT的介电性能。掺入Bi3＋可以降低烧结温度,从而可以在低烧结温度（（1200-1230％）下制取MZT和BNT的合成材料。通过对介电性能、密度、XRD和SEM测试所获得的陶瓷可以发现,掺入Bi3＋数量的多少和结烧温度的高低会影响到陶瓷的结构和性能,结果说明,当z=0．18,0．7（Mgn8znn2）Ti03·0．3{Ba4NdzsnTil8054·zBi203}的结烧温度为1230℃时,可以获得很好的介电性能：εr=35．56,Qf=5811GHz,TF=-3．225ppm／℃。     

(1-x)Zn_(0.97)Cu_(0.03)Zr(Nb_(0.93)Ta_(0.07))_2O_8-xTiO_2陶瓷微波介电性能研究

以分析纯ZnO、CuO、ZrO_2、Nb_2O_5、Ta_2O_5以及TiO_2为原料,采用传统固相法制备(1-x)Zn_(0.97)Cu_(0.03)Zr(Nb_(0.93)Ta_(0.07))_2O_8-xTiO_2(x=0,0.4,0.45,0.5,0.55,0.575,0.6)微波介质陶瓷。研究了TiO_2对Zn_(0.97)Cu_(0.03)Zr(Nb_(0.93)Ta_(0.07))_2O_8陶瓷的晶体结构、烧结特性、显微形貌以及微波介电性能的影响。结果表明,随着TiO_2含量的增加,(1-x)Zn_(0.97)Cu_(0.03)Zr(Nb_(0.93)Ta_(0.07))_2O_8-xTiO_2陶瓷的晶体结构发生改变,烧结温度明显降低,介电常数逐渐增加,谐振频率温度系数可调节至近零。当x=0.575,陶瓷可在1 070℃保温4h烧结并获得最佳的微波介电性能,介电常数εr=36.25,品质因数Q×f=53 109GHz,频率温度系数τ_f=-6.24×10~(-6)/℃。     

MnO2对Ba(Mg1/3Nb2/3)O3微观结构和微波介电性能的影响

研究了MnO2助烧剂对Ba(Mg1/3Nb2/3)O3陶瓷的微观结构和微波介电性能.MnO2可以有效地使Ba(Mg1/3Nb2/3)O3陶瓷的致密化温度由1550℃降低到1400℃左右.随MnO2掺量的增加,Ba(Mg1/3Nb2/3)O3陶瓷的12超晶格衍射峰的强度减弱,但是没有第二相出现.1400℃烧结4h陶瓷的晶粒尺寸在1.5μm左右.MnO2的掺入改善了Ba(Mg1/3Nb2/3)O3陶瓷的微波介电性能,MnO2掺量为1%mol的Ba(Mg1/3Nb2/3)O3陶瓷具有最好的微波介电性能εr≈31.5,Qf=68000,τf=3.11×10-5/℃,这可归功于陶瓷具有相当高的相对密度.