固有烧结温度低的微波介质陶瓷

微波介质陶瓷是现代通讯技术中的关键基础材料。在制备多层微波介质片时,为了使用Cu、Ni等低熔点电极,必须降低微波介质陶瓷的烧结温度。开发固有烧结温度低(<1060℃)同时具有良好性能的微波介质材料成为必然的选择。本文简要介绍了7类固有烧结温度低的微波介质陶瓷的烧结特性与微波介电性能,同时也指出了研究中存在的一些问题。     

BaCu(B_2O_5)助烧对CaO-BaO-Li_2O-Sm_2O_3-TiO_2微波介质陶瓷低温烧结和介电性能的影响

研究了BaCu(B_2O_5)(简写为BCB)掺入对14CaO-4BaO-8Li_2O-12Sm_2O_3-63TiO_2(简写为CBLST)微波介质陶瓷介电性能的影响.用XRD和SEM研究其相组成及微观形貌.结果表明:BaCu(B_2O_5)掺入能显著降低CBLST陶瓷的烧结温度,由1325 ℃降至1100 ℃.1100 ℃烧结2 h后,仍包含正交钙钛矿相和棒状的BST相.掺入6wt% BaCu(B_2O_5)的CBLST陶瓷取得了较好的介电性能:Kr=87.76,tanδ=0.018,TCF=-4.27 ppm/℃(1 MHz).     

Ba_2Ti_9O_(20)高频介质陶瓷结构和介电性能

主要研究了Ba2 Ti9O2 0 陶瓷的结构和介电性能。通过在BaCO3、TiO2 中添加适量的ZnO、Nb2 O5,在 12 6 0℃烧成了介电性能优良的Ba2 Ti9O2 0 陶瓷。XRD研究表明 ,其主晶相为Ba2 Ti9O2 0 ,附加晶相为Ba2 Ti9O9、Ba3Ti12 Zn7O34 、Ti2 Nb10 O2 9     

不同方式引入BZB制备低温烧结的Ba2Ti9O20陶瓷

以BaCO3和TiO2粉末为原料,采用传统固相反应法制备Ba2Ti9O20陶瓷.以BiCl3、Zn(NO3)2 、H3BO3溶液为前驱液,通过液相法引入Bi2O3-ZnO-B2O3(BZB)助烧剂以降低Ba2Ti9O20陶瓷的烧结温度代替直接混合Ba2Ti9O20和BZB粉末.结果表明,液相法引入0.3 mol/L BZB溶液,1150 ℃烧结3 h所得Ba2Ti9O20陶瓷介电性能最佳(εr=37,Qf=23485 GHz),优越于固相混合法所得最佳介电性能(εr=34, Qf=16985 GHz).     

低温烧结Ca[(Li1/3Nb2/3)0.8Ti0.2]O3-σ微波介质陶瓷掺杂改性

本文研究了ZnO对低温烧结Ca[(Li1/3Nb2/3)0.8Ti0.2]O3-σ烧结特性、介电性能的影响。研究表明:ZnO对Ca[(Li1/3Nb2/3)0.8Ti0.2]O3-σ陶瓷的烧结无明显促进作用;适当的ZnO可提高Ca[(Li1/3Nb2/3)0.8Ti0.2]O3-σ的品质因子Qf值,w(ZnO)含量从0%变化到3%,Qf值从8730GHz增至11228GHz;随ZnO含量的增加,εr减小,τf向负频率温度系数方向移动,Qf值先增后减;添加3wt%ZnO的Ca[(Li1/3Nb2/3)0.8Ti0.2]O3-σ陶瓷,在920℃烧结4h,获得介电性能为:εr=37,Qf=11228GHz,τf=0的低温烧结微波介质陶瓷材料。     

掺杂ZnO-B2O3低温烧结BiNbO4介质陶瓷的研究

研究了烧结助剂ZnO-B2O3对BiNbO4陶瓷烧结特性及介电性能的影响.结果表明ZnO-B2O3形成晶界玻璃相存在于晶粒之间,促进烧结,大幅度降低BiNbO4陶瓷的烧结温度,促使瓷体晶粒尺寸均匀和致密;但ZB的质量分数大于3%,阻碍晶粒长大,破坏晶体结构和排列,导致材料的缺陷和本征损耗增加,从而降低材料的介电性能.ZnO-B2O3的掺杂量以1%为最佳,在880℃保温4h,可达到97%理论密度,在100MHz测试频率下,εr=42,tanδ＜1.5×10-3.     

Ca（0.2）（Li（1/2）Sm（1/2））（0.8）TiO3微波介质陶瓷低温烧结研究

以Ca0.2(Li1/2Sm1/2)0.8TiO3(CLST-0.8)为基料,添加质量分数10%的CaO-B2O3-SiO2(CBS)复合氧化物、4%的Li2O-B2O3-SiO2-CaO-Al2O3(LBSCA)玻璃料和0～2%的CuO氧化物为复合烧结助剂,研究了CuO含量的变化对CLST-0.8陶瓷的低温烧结行为及微波介电性能的影响.随着CuO添加量的增加,陶瓷体积密度、介电常数εr、无载品质因数与谐振频率乘积Qf值,都呈先增加后降低,谐振频率温度系数τf则呈先降低后升高的趋势.添加10%CBS、4.0%LBSCA和1.0%CuO的CLST-0.8微波介质陶瓷,可在900℃下保温5h烧结,并具有较佳的微波介电性能:εr=58.36,Qf=2011GHz, τf=3.44 ppm/℃.     

不同组成LBC熔块对CSLST微波介质陶瓷低温烧结的影响

采用添加质量分数为12.5％的Li2CO3-B2O3-CuO(LBC)熔块对(Ca0.9375 Sr0.0625)0.3(Li0.5 Sm0.5)0.7 TiO3(CSLST)微波介质陶瓷进行低温烧结.系统的研究了LBC熔块的组成(质量比M(B2O3-CuO)∶M(Li2CO3) (MBc∶MLi) =2.5-20∶1)对CSLST陶瓷的晶体结构、烧结特性、润湿行为及微波介电性能的影响.结果表明:添加不同组成的LBC熔块后材料中均产生了杂相.熔块能有效的降低CSLST陶瓷的烧结温度至900℃.当MBc∶ MLi =10∶1熔块对陶瓷基体的润湿最为理想.添加12.5％组成为MBc∶ MLi=10∶1的LBC熔块CSLST陶瓷在900℃下保温5h可以完全烧结,并获得最佳的微波介电性能:εr,=77.7,Q×f=1845 GHz,Τf=21.35×10-6/℃.     

超低温烧结微波介质陶瓷研究进展EI北大核心CSCD

超低温烧结微波介质陶瓷作为无源集成技术的主要介质材料,可广泛应用于无线通讯、可穿戴电子、物联网和全球定位系统等领域,其相关研究具有重要的应用价值和理论指导意义,是目前功能材料领域的研究热点之一。本文综合介绍了超低温烧结微波介质陶瓷材料的应用背景和主要的材料体系,以及主要材料体系的介电性能和优缺点,探讨了材料组分、介电常数、Qf值、频率温度系数之间的关系,阐述了超低温烧结陶瓷材料的性能调控手段,并指出了今后超低温烧结微波介质陶瓷材料的主要发展前景和研究方向。钼酸盐基超低温烧结陶瓷兼具超低烧结温度、系列化介电常数和低损耗等优点,有望实现在超低温共烧技术中的应用。离子取代和多相复合是有效调控材料微波介电性能的方法,使材料更利于应用。     

低温烧结Mg4Nb2O9微波介质陶瓷

分别研究了不同含量Li2CO3/V2O5共掺杂和部分Li取代Mg对Mg4Nb2O9基陶瓷烧结特性、显微结构和微波介电性能的影响.结果表明:Li2CO3/V2O5共掺杂或部分Li取代Mg,均能使Mg4Nb2O9基陶瓷的烧结温度从1 400℃降至950℃,但其烧结机理不同.Li2CO3/V2O5共掺杂Mg4Nb2O9(MNLV)样品中的低熔点液相,使MNLV陶瓷的致密化烧结温度降低.部分Li取代Mg显著降低了(Mg(4-x)Lix)(Nb1.92V0.08)O(9-δ)(MLNV)样品的致密化烧结温度.950℃烧结,相对于MNLV样品的品质因数(Q=13276)而言,MLNV样品的Q值(1 759)显著恶化,这是由于Li1+占据Mg2+晶格.使晶体中非谐振项损耗增加.     

O.4CaTiO3-O.6(Li1/2Nd1/2)TiO3陶瓷的低温烧结及其介电性能

研究了烧结助剂2ZnO-B2O3玻璃（ZB）对0.4CaTiO3-0.6（Li1/2Nd1/2）TiO（3CLNT）微波介质陶瓷的烧结特性、相组成、微观形貌及介电性能的影响。结果表明：添加少量的ZB玻璃能使CLNT陶瓷的烧结温度从1300℃降低至950℃。随着ZB玻璃添加量的增加,介电常数先增大后减小,频率温度系数先趋于零后向负值偏移,介电损耗先下降后趋于稳定。添加3wt%ZB玻璃的CLNT陶瓷在950℃烧结2h,获得了最佳的介电性能：εr=91.13,tanδ=0.0133,τf=10.5ppm/℃,满足高介多层片式微波元器件的设计要求。     

BaCu(B_2O_5)掺杂对0.4CaTiO_3-0.6(Li_(1/2)Nd_(1/2))TiO_3陶瓷烧结和介电性能的影响

研究了烧结助剂BaCu(B2O5)(BCB)对0.4CaTiO3-0.6(Li1/2Nd1/2)TiO3(CLNT)介质陶瓷的烧结特性、相组成、微观形貌及介电性能的影响。结果表明:添加少量的BCB能使CLNT陶瓷的烧结温度从1300℃降低至1050℃。随着BCB添加量的增加,介电常数下降,频率温度系数向负值偏移。添加4wt%BCB的CLNT陶瓷在1050℃烧结2h,获得了最佳的介电性能:εr=96.5,tanδ=0.017,τf=-13.6ppm/℃,满足高介多层片式微波元器件的设计要求。     

低温烧结Mg_4Nb_2O_9-0.75wt%V_2O_5-1.5wt%Li_2CO_3微波介质陶瓷及其性能研究

采用高能球磨法制备陶瓷,研究了0.75wt%V2O5和1.5wt%Li2CO3共掺杂对Mg4Nb2O9陶瓷的烧结性能和微波介电性能的影响。实验结果表明0.75wt%V2O5和1.5wt%Li2CO3共掺杂有助于Mg4Nb2O9陶瓷在烧结过程中形成液相,促进低温致密化烧结,进而降低陶瓷的烧结温度。900℃烧结Mg4Nb2O9陶瓷,结构致密、组织均匀,平均粒径0.75μm,εr=12.58,Q×f=5539 GHz。随烧结温度升高,晶粒长大,密度升高,εr和Q×f值增大。微波介电性能表征表明Mg4Nb2O9-0.75wt%V2O5-1.5wt%Li2CO3陶瓷在950℃下低温烧结,获得εr=13.07,Q×f=10858GHz的亚微米级陶瓷,其优良的微波介电性能使其有望成为新一代低温烧结低介高频微波介质基板材料。     

Ca1-x（Li1/2Sm1/2）xTiO3体系微波介质陶瓷的低温烧结研究

采用传统陶瓷制备工艺,制备了添加10 wt%NCB(Na2O-CaO-B3O3)复合氧化物的Ca1-x(Li1/2Sm1/2)xTiO3(x=0.700～0.875)(CLST-x)体系陶瓷,研究了添加NCB后CLST-x体系的晶相组成、显微结构、烧结性能及微波介电性能与组成关系.研究结果表明,添加复合氧化物NCB后,CLST-x体系各组成主晶相仍呈斜方钙钛矿结构,没有其它杂相.添加10wt%NCB后,CLST-x体系陶瓷均可在950℃下烧结致密,在此温度下材料具有较佳的微波介电性能,其中CLST-0.875陶瓷在950℃保温5 h烧结后具有良好的微波介电性能:εr=63.6,Qf=1591 GHz,τ f=0 ppm/℃,可满足高介多层微波器件的设计要求.     

低温烧结微波介质陶瓷的研究现状及展望

微波介质陶瓷是现代通讯技术中关键基础材料,综述了低温烧结微波陶瓷的研究现状,介绍了几种重要的低温烧结微波陶瓷体系,指出了改善低温烧结的微波介质陶瓷性能的途径和预期进展.     

微波介质陶瓷及其低温烧结研究进展

微波介质陶瓷是现代通讯技术中的关键基础材料，它的应用日益受到人们的重视。本文简要介绍了四类微波介质陶瓷的研究现状．着重评述了微波介质陶瓷在低温烧结方面的最新研究进展。     

BaCu（B2O5）助烧剂对CaO-Li2O-Sm2O3-TiO2微波介质陶瓷介电性能的影响

16CaO-9Li2O-12Sm2O3-63TiO2(CLST)陶瓷的烧结温度接近1 300℃,添加BaCu(B2O5)(BCB)陶瓷粉体使CLST陶瓷的烧结温度降至1050℃.随着烧结温度的升高,样品的体积密度先升高而后趋于稳定,添加质量分数为4?B的CLST陶瓷在1 050℃烧结后得到96%的相对密度.相对介电常数(εr)随着BCB添加量的增大先增大后略有减小.由于液相的存在,介电损耗(tanoδ随着BCB添加量的增大而增大.谐振频率温度系数(tf)与纯CLST陶瓷相比更加近零.添加质量分数为4?B的CLST陶瓷在1 050℃烧结2h后得到良好的介电性能:εr=81,tanδ=0.021,tf=0.5×10-6/℃(1MHz).     

高介电常数微波介质陶瓷及其低温烧结的研究进展

高介电常数微波介质材料是实现现代微波通信器件要求的微型化、集成化发展趋势的重要材料,针对多层结构设计的器件要求,需要微波介质陶瓷能与高电导率电极实现低温共烧。本文综述了近年来高介电常数微波介质陶瓷及其低温烧结研究的最新进展,指出进一步提高陶瓷的介电常数和研究新型低温烧结助剂是今后发展的趋势。     

烧结助剂对CaO-B2O3-SiO2介电陶瓷结构与性能的影响

以CaO-B203-Si02(CBS)系微波介质陶瓷为基体材料,采用ZnO和Na2O作为烧结助剂,研究了其微观结构、相组成及介电特性.研究结果表明ZnO在烧结过程中与B2O3及SiO2生成低熔点玻璃相,促进以片状集合体形式存在的CaSiO3晶相合成,显著降低了材料的致密化温度;Na2O虽可促进烧结,但会破坏硅灰石晶体结构,导致微波介电性能显著降低2%(摩尔分数)ZnO取代CaO,在1000℃保温2h,具有较好的微波介电性能εr为5.4.Q·f为22000GHz(测试频率f0为8.5GHz).     

BaO－TiO_2系中Ba_2Ti_9O_（20）相形成的研究

研究了ＢａＯ－ＴｉＯ_２系中Ｂａ_２Ｔｉ_９Ｏ_（２０）相的形成规律。结果表明：ＢａＯ－ＴｉＯ_２系中，不加任何添加剂可以合成Ｂａ_２Ｔｉ_９Ｏ_（２０）相；在ＢａＯ－ＴｉＯ_２系中Ｂａ：Ｔｉ＝２：９附近存在一个很窄的单相Ｂａ_２Ｔｉ_９Ｏ_（２０）区；烧结阶段Ｂａ_２Ｔｉ_９Ｏ_（２０）相的最终合成并不依赖于预烧阶段部分此相的形成；通氧烧结对Ｂａ_２Ｔｉ_９Ｏ_（２０）相的形成影响不大，但可以抑制钛的变价。实验还发现，Ｂａ_２Ｔｉ_９Ｏ_（２０）陶瓷化学计量比的偏离将导致微波下介电常数的下降。