BaO-Y2O3-5TiO2系微波介质陶瓷预烧温度研究

采用传统电子陶瓷工艺制备了BaO-Y2O3-5TiO2系微波介质陶瓷。研究了预烧温度对其烧结性能、相组成、显微结构和微波介电性能的影响。结果表明:合适的预烧温度能优化陶瓷的烧结性能,提高其致密性和介电性能。以不同预烧温度制备的BaO-Y2O3-5TiO2系微波介质陶瓷,其主晶相都是烧绿石结构的Y2Ti2O7。最佳预烧温度为1100℃,在烧结温度为1240℃时,εr为54,tanδ为9×10–4,Q值为3450(4.27GHz)。     

sol-gel法制备Ba_(3.99)Sm_(9.34)Ti_(18)O_(54)微波介质陶瓷

以柠檬酸为络合剂,通过sol-gel法制备了Ba3.99Sm9.34Ti18O54陶瓷前驱体;经1100℃预烧2h压片成型后,再在1300℃保温3h,即得到了烧结致密的陶瓷样品。与传统固相法相比,其烧结温度降低了50℃,且陶瓷晶粒细小,晶粒分布均匀,具有更加优良的微波介电性能:εr=79.56,Q·f=9636GHz(4.71GHz),τf=–1.23×10–6/℃。     

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/℃。     

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/℃。     

烧结助剂LBZ对CaO-La_2O_3-TiO_2微波介质陶瓷掺杂改性研究

采用La2O3-B2O3-ZnO(LBZ)玻璃掺杂钙钛矿系CaO-La2O3-TiO2(CLT)微波介电陶瓷。运用XRD、SEM和微波介电性能测试等手段,研究了LBZ掺杂对样品烧结性能及微波介电性能的影响。结果表明,在CLT陶瓷中添加LBZ,有效促进CLT陶瓷烧结,使得CLT的烧结温度由1 350℃降低到950℃以下,同时保持较好的介电性能。当LBZ的质量分数为3%时,样品在950℃保温4h后烧结致密,并获得最佳微波性能,即介电常数εr=103.12,品质因数与频率的乘积Q×f=8 826GHz(f=3.03GHz),频率温度系数τf=87.52×10-6/℃。     

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/℃。     

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)/℃。     

(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/℃。     

N2气氛烧结Bi1-xGdxNbO4微波介质陶瓷性能研究

采用普通固相合成法制备了Bi1-xGdxNbO4微波介质陶瓷,研究了N2烧结气氛下,Gd部分取代BiN-bO4陶瓷中的Bi对其烧结性能及微波介电性能的影响。结果表明,不同Gd掺杂量的样品,相结构差别不大,均以低温斜方相为主晶相。随着Gd含量的增加,陶瓷样品的烧结温度升高,表观密度和相对介电常数均略有减小,品质因数与频率之积(Q×f)值也会发生变化。当x(Gd)=0.008时,900℃烧结的Bi0.992Gd0.008NbO4陶瓷样品具有较好的介电性能:介电常数rε=43.6(4.3 GHz),Q×f=14 288 GHz(4.3 GHz),谐振频率温度系数τf≈0。     

Li_2O-Nb_2O_5-TiO_2微波介电陶瓷掺杂改性研究

采用传统的固相反应法制备Li-Al-B(LAB)掺杂立方晶系Li2O-Nb2O5-TiO2(LNT)微波介电陶瓷。运用XRD、SEM和微波介电性能测试等手段,研究了LAB掺杂对样品烧结性能及微波介电性能的影响。结果表明,在LNT陶瓷中添加LAB,有效促进LNT陶瓷烧结,使材料的介电常数和品质因数显著提高。当掺入LAB的质量分数为4%时,样品在900℃保温2h后烧结致密,并获得最佳微波性能:介电常数εr=18.05,品质因数与频率的乘积Q×f=22 040GHz(f=6.41GHz),频率温度系数τf=-20.74×10-6/℃。     

Ba_(6-3x)(Nd_(1-y)Bi_y)_(8+2x)Ti_(18)O_(54)系微波介电陶瓷的研究

研究了Ba_(6-3x)(Nd_(1-y)Bi_y)_(8+2x)Ti_(18)O_(54)(x=0～1)陶瓷微波性能,并对其微观机理和晶体结构进行分析.随Bi_2O_3含量的增加,系统介电常数(ε)迅速增大,品质因数与频率的乘积(Q·f)逐渐减小.掺入Bi_2O_3后,系统中出现具有高ε的Bi_4Ti_3O_(12)晶相,并形成了类填满型钨青铜结构,阳离子极化增强,因此ε随Bi_2O_3含量的增加而增大.实验表明,当y=0.25～0.3时,Ba_(6-3x)(Nd_(1-y)Bi_y)_(8+2x)Ti_(18)O_(54)(x =0～1) 陶瓷具有优良的微波介电性能,其主要工艺条件和性能参数为烧结温度1 200 ℃保温4 h,ε≈102～107,Q·f≈20 000～22 000 GHz(1 GHz测量), 容量温度系数|αc|<10×10~(-6)/℃.     

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。     

ZnNb_2O_6-TiO_2微波介质陶瓷及其在电容器中的应用

采用固相法在880～975℃下烧结制备了添加w(CuO)为2.00%,w(B2O3)为3.00%及w(SnO2)为0.15%的ZnNb2O6-1.75TiO2基复合微波介质陶瓷。研究了该陶瓷的低温烧结机理、微波介电性能及其在多层片式陶瓷电容器中的应用。结果显示:随着烧结温度的提高,物相由Zn2TiO4,Zn0.17Nb0.33Ti0.5O2,ZnNb2O6向ZnTiNb2O8转变,εr和τf减小,Q·f升高。但当t≥975℃时,出现过烧现象,晶体缺陷增多恶化了材料的Q·f。在950℃烧结4h时,得到最好的介电性能:εr=36.7,τf=–22.6×10–6/℃,Q·f=18172.2GHz。且在此温度下制备的多层片式陶瓷电容与内电极Ag90Pd10的兼容性良好,Res为0.3426Ω,tanδ为9×10–5,可靠性良好。     

微波烧结Ba_(6-3x)Sm_(8+2x)Ti_(18)O_(54)陶瓷材料的初步研究

研究了Ba_(6-3x)Sm_(8+2x)Ti_(18)O_(54)(x=0.67,BST)陶瓷材料的微波烧结情况,从烧结特性、微结构与相组成及微波介电性能等方面对微波烧结的样品与传统工艺制得的样品进行了对比.结果表明, 与传统制备工艺相比,微波烧结BST陶瓷缩短了烧结周期,并促进了样品的致密化,其物相组成和传统烧结的样品没有区别,且晶粒细小分布均匀.微波烧结BST陶瓷可获得较优的微波介电性能:介电常数ε_r=82.89,品质因数与频率之积Qf=8 450 GHz(频率f=4.75 GHz),谐振频率温度系数τ_f=22.58×10~(-6)/℃.     

SnO2掺杂ZnO-Nb2O5-TiO2微波介质陶瓷

研究了 SnO_2对 ZnO-Nb_2O-5-TiO_2陶瓷相结构和微波介电性能的影响。随 Sn 添加量的增加,晶相组成逐步从(Zn_(0.15)Nb_(0.30)Ti_(0.55))O2相转变为 ZnTiNb_2O_8相,相对介电常数 ?r减少,?f向负频率温度系数方向移动, 当 Sn 含量增加到0.20,?f可降至 9.8×10–6℃–1。当 SnO2的摩尔比 y 为 0~<0.08 时,形成完全固溶体,提高 Q·f 值;当 y>0.08,部分Sn 形成第 2 相,降低其 Q·f 值。当 y 为 0.08,在 1 150℃烧结,具有很好的微波介电性能,其 ?r为 50.3,Q·f 为 14 892GHz,?f为 25.12×10-6℃–1。     

BNT陶瓷低温烧成与性能

采用复合添加BaCuO_2-CuO(以下简称BCC)、ZnO-B_2O_3-SiO_2(以下简称ZBS)等烧结助剂的方法,研究了Ba_4(Nd_(0.85)Bi_(0.15))_(28/3)Ti_(18)O_(54)陶瓷(以下简称BNT)低温烧结的烧结特性和微波介电性能。结果表明:复合添加(均为质量分数)2.5％BaCuO_2-CuO和5％ZnO-B_2O_3-SiO_2后可以在1050℃烧结成致密瓷,气孔率为5.73％,在5.6 GHz,相对个电常数ε_r为64.25,Q·f值为2026 GHz,频率温度系数τ_f为+26.4×10~(-6)℃~(-1),可望实现与Cu电极浆料低温共烧。     

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/℃。     

(1-x)CaTiO_3-x(Li_(1/2)Ln_(1/2))TiO_3高介微波介质陶瓷

研究了烧结温度、组成和稀土元素对(1-x)CaTiO_3-x(Li_(1/2)Ln_(1/2))TiO_3(x=0.3、0.5(摩尔分数); Ln=La、Nd、Sm)微波介质陶瓷的晶体结构和微波介电性能的影响.X-射线衍射(XRD)分析表明,除(1-x)CaTiO_3-x(Li_(1/2)Ln_(1/2))TiO_3(x=0.5,Ln=Nd)陶瓷中含有少量Nd_2Ti_2O_7外,其余陶瓷均形成了单一的正交钙钛矿相.x=0.5的样品微波介电性能明显优于相应的x=0.3的样品.(1-x)CaTiO_3-x(Li_(1/2)Ln_(1/2))TiO_3(x=0.5)陶瓷微波介电性能:介电常数ε=160,品质因数与频率之积Qf =1 200 GHz,频率温度系数τ_f=-97×10~(-6)/℃(Ln=La);ε=129,Qf=2 000 GHz,τ_f=-52×10~(-6)/℃(Ln=Nd);ε=118,Qf=2 305 GHz,τ_f=-45×10~(-6)/℃(Ln=Sm).     

镁铝硅钛铈系微晶玻璃的显微结构及介电性能

选取工业纯原料,采用熔融法制备了镁铝硅钛铈系微晶玻璃,研究其在不同晶化温度下的显微结构及微波介电性能。结果表明:随着晶化温度的提高,微晶玻璃的εr先增大后减小,在1000℃时达到最大值;同时微晶玻璃中晶粒逐渐长大,残余玻璃相减少,tanδ降低;当晶化温度超过1200℃时,晶粒粗化,tanδ略有升高。所制微晶玻璃在微波频率(8GHz)下,其εr在8.55~14.61可调,tanδ小于8×10–4,是一种性能优良的微波介质材料。