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.     

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.     

（1-x）CaTi03-xLi1／2Sm1／2TiO3陶瓷的微波介电性能研究

采用固相法制备了（1-x）CaTi03-xLi1／2Sm1／2TiO3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—0．9tool范围内,（1-x）CaTi03-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℃;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℃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=42．43×10^-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。     

ZnO掺杂对CLST微波介质陶瓷烧结及介电性能的影响

研究了烧结助剂ZnO对CaO-Li2O-Sm2O3-TiO2(简写为CLST)系微波介质陶瓷的烧结特性及介电性能的影响.结果表明:ZnO的添加能有效地降低CLST陶瓷的烧结温度至1150℃.掺杂2wt%ZnO的CLST陶瓷取得了较好的介电性能:εr=84,tanδ=0.009,τf=-15ppm/℃.     

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.     

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。     

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/℃.     

(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.     

Bi2O3掺杂对Mg4Nb2O9陶瓷的微结构及微波介电性能的影响

采用固相反应法制备了Mg4Nb2O9基微波介质陶瓷,研究了Bi2O3掺杂对Mg4Nb2O9陶瓷烧结行为、相结构、显微结构及微波介电性能的影响。实验结果表明:Mg4Nb2O9陶瓷烧结温度随Bi2O3掺杂量的增加而减小,添加2.0wt%Bi2O3,烧结温度从1350℃降低至1175℃;随Bi2O3添加量从0.0wt%增大到3.0wt%,最强峰(104)晶面间距d值由2.756nm增大至2.769nm;Mg4Nb2O9陶瓷的微波介电性能随Bi2O3掺杂量增加而变化;掺杂2.0wt%Bi2O3的Mg4Nb2O9陶瓷在1175℃保温2小时烧结,获得亚微米级陶瓷,且具有最佳的微波介电性能,εr为12.58,Q×f为71949.74GHz。     

(Zr0.7Sn0.3)TiO4陶瓷介电性能与工艺参数关系的回归分析

用回归分析方法得到了(Zr0.7Sn0.3)TiO4陶瓷的介电性能ε和δ与其工艺参数(CuO、ZnO)和玻璃的添加量(分别为x1、x2、x3 wt%)及预烧和烧结温度(分别为x4×103和x5×103℃)之间的定量关系ε＝10.9731-1.4559x1+9.9154x2+1.9776x3-3.3160x22-0.2286x23-200.1697x24-161.9102x25+375.1160x4x5;lg(tanδ)＝-38.5876-0.6452x2+0.1235x3+31.2221x4+30.3861x5+0.1100x21+0.2077x22-0.0106x23-27.4317x4x5.能对给定工艺参数下的介电性能进行预测,并能确定满足特定介电性能的工艺参数,有助于加快电子陶瓷材料的研究.     

掺杂Bi_2Ti_2O_7对Y_2O_3-2TiO_2系微波介质陶瓷材料性能的影响

目前国内外对εr范围在40～80左右的中介电常数微波介质陶瓷体系的研究还很缺乏。为适应现代微波通讯技术发展需求,本实验研究开发了新型中介电常数Y2O3-2TiO2系微波介质陶瓷,并在此基础上添加Bi2Ti2O7陶瓷粉料进行复相掺杂。利用网络分析仪,阻抗分析仪,XRD,SEM等方法,本文重点研究了不同Bi2Ti2O7掺杂量对Y2O3-2TiO2系微波介质陶瓷材料烧结性能和介电性能的影响。通过分析发现适量掺杂能够有效降低材料的烧结温度,并使材料致密化。同时由于Bi3+置换主晶相中的Y3+形成了固溶体,材料主晶相为烧绿石结构并未改变。当添加质量分数为8wt%时获得介电性能较好的陶瓷材料,烧结温度从未掺杂的1460℃降低到1320℃。在1M下:εr≈62.14,tanδ≈1.22×10-3,微波频率(4.55GHz)下εr≈62.85,Q.f=4122.8GHz,τf=-7ppm/℃。     

(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/℃.     

铜钼复合添加ZnO-TiO2微波介质陶瓷的低温烧结及相转变

研究了添加0.25CuO-0.75MoO3(摩尔比,简记为CM)对ZnO-TiO2(简记为ZT)陶瓷的低温烧结特性、相转变及微波介电性能的影响.CM添加的ZT陶瓷由传统的固相反应方法制备而得,烧结温度限定在900～1050℃范围内.样品的显微形貌、元素成分、物相构成及微波介电性能分别由FE-SEM、EDS、XRD及网络分析仪进行表征或测量.EDS及XRD分析显示,Cu2+和Mo6+均进入了ZT陶瓷的主晶相的晶格,并导致ZnTiO3分解温度的降低,同时,也降低了在Zn2TiO4和金红石之间形成固溶体(Zn2Ti3O8)的起始温度.实验结果表明,CM的添加可有效地促进ZT陶瓷的低温致密化烧结.添加4wt%CM且在975℃烧结4h后的ZT陶瓷的密度可达理论值的94%,其微波介电性能为品质因素Qf=12150GHz,介电常数εr=28.6,谐振频率温度系数τf=+17.8×10-6/℃.     

(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.     

溶胶-凝胶制备（Ca0．7Mg0．3）SiO3陶瓷及其微波介电性能

以硝酸钙、硝酸镁、正硅酸乙酯为先驱体,利用溶胶-凝胶法合成了(Ca0.7Mg0.3)SiO3陶瓷粉体,研究了不同物相和粒径粉体的烧结特性以及陶瓷的微波介电性能.结果表明:干凝胶的煅烧温度低于800°C时,所得粉体士要为尢定型态,煅烧温度超过900°C后,晶相大量形成;当以无定型粉体或900°C煅烧获得的细小粒径粉体为原料时,均难以获得致密结构的陶瓷;形成完整的粉体原料晶相以及粒径的增大,有利于陶瓷体的致密烧结和微波介电性能的提高.粒径分别为50～100nm以及90～300nm的陶瓷粉体,在1320°C烧结后均获得良好的微波介电性能,介电常数Er分别为6.62、6.71,品质因数Q Xf值分别为36962、41842GHz,谐振频率温度系数Tf分别为-48.32 × 106°C、49.63×106/°C.     

Mg4Nb2O9/SrTiO3复合陶瓷的烧结特性和微波介电性能

制备Li_2CO_3-V_2O_5(LV)共掺杂0.6Mg_4Nb_2O_9-0.4SrTiO_3复合陶瓷,研究了LV掺杂对其烧结特性、相结构和微波介电性能的影响。结果表明:一定量LV掺杂使0.6Mg_4Nb_2O_9-0.4SrTiO_3复合陶瓷生成了Sr(NbTi)O_(3+δ)和MgO杂相,并使其致密化烧结温度降低(至1175℃);1.5%LV掺杂,在1175℃烧结5 h的样品具有较高的微波介电性能:τ_f=0.15 ppm/℃,ε_τ=20.1,Q·f=10240 GHz(at 8.5 GHz)。     

添加剂对Y2Ti2O7陶瓷的微波介电性能的影响（英文）

研究了CrO3、Nb2O5、SiO2及Al2O3对Y2Ti2O7陶瓷的烧结性能、相组成和微波介电性能的影响.其中Nb2O5掺杂能够降低Y2Ti2O7陶瓷材料的烧结温度,提高基体陶瓷的介电常数和品质因子,引起谐振频率温度系数的明显变化.且随着Nb2O5含量的增多,所有样品的主晶相仍为立方烧绿石型Y2Ti2O7,Nb5+可能进入烧绿石结构中,部分取代Ti4+所在位置.实验结果表明:1mol%Nb2O5掺杂的陶瓷材料在1420℃下烧结致密,具有最佳的微波介电性能:εr=61.8,Q×f=9096GHz(f=5.494GHz),τf=54×10-6/℃.     

工艺因素对Bi2O3、MnO2掺杂[(Pb,Ca)La](Fe,Nb)O3陶瓷体系微波介质性能的影响

研究了烧结工艺对Bi2O3及MnO2掺杂[(Pb0.5Ca0.5)0.92 La0.08](Fe0.5 Nb0.5)O3陶瓷体系显微结构及介电性能的影响.研究表明Bi2O3及MnO2的加入可降低体系的烧结温度100～140℃,同时提高体密度.XRD图谱、SEM及微波介电性能证明950℃是最佳的煅烧温度.烧结温度对晶粒形貌有显著影响,随烧结温度的增加晶粒尺寸不断增加,但超过一定值后不断减小的气孔率又会增加.当掺杂物的质量比(Bi2O3/MnO2)K=1,掺杂物质量百分含量W=1%,烧结条件为1050℃,保温4h,体系微波介电性能可达εr=91.1,Qf=4870GHz,τf=1.85×10-5/℃.     

BaTi4O9微波介质陶瓷的低温烧结

研究液相多元添加对BaTi4O9微波介质陶瓷的烧结和介电性能的影响.通过添加(CuO和V2O5)烧结助剂来达到降低烧结温度的效果,并且使其保持较好的微波、高频性能.实验结果表明在添加合适的烧结助剂下,烧结温度为1180℃时,BaTi4O9微波介质陶瓷在1MHz下的介电性能ε=41.2,tgδ=5,τ=82×10-6/℃.基本保持了良好的介电性能.