氧化铝对钙硼硅基板材料的改性

通过添加Al2O3改善了钙硼硅玻璃基板材料的失透现象,研究了Al2O3对钙硼硅材料的烧结性能、相组成、线膨胀系数和介电性能的影响。结果表明:试样的晶相均为CaB2O4、α-石英和CaSiO3,添加Al2O3不能改变晶相种类。当w(Al2O3)为9%时,基础玻璃由失透变为透明;线膨胀系数降低至10.5×10–6℃–1,tanδ低于1.1×10–3,Al2O3添加前后,试样的εr变化不大(10MHz)。     

V_2O_5掺杂MgTiO_3-CaTiO_3陶瓷的介电性能

采用固相反应法制备了V2O5掺杂的MgTiO3-CaTiO3(MCT)介质陶瓷。研究了V2O5掺杂量对陶瓷晶相组成、烧结温度和介电性能的影响。结果表明:V2O5掺杂的MCT陶瓷的主晶相为MgTiO3和CaTiO3两相结构,当掺杂量较低时,有第二相CaVO3产生;V2O5掺杂能降低MCT陶瓷的烧结温度并使其介电性能得到改善。当x(V2O5)为1%时,在1250℃烧结2.5h获得最佳性能:εr为20.17,tanδ为2×10–3,αε为4.9×10–5/℃。     

高频电介质新材料Ba2Ti3Nb4O18陶瓷

采用氧化物固相反应法制备了理论密度达96.8%以上的Ba2Ti3Nb4O18高频电介质陶瓷。XRD和SEM分析表明:该陶瓷为两相混合结构,主晶相为单斜Ba2Ti3Nb4O18相,次晶相为六方Ba3Ti4Nb4O21相。1250℃/2h烧结瓷体Ba3Ti4Nb4O21相的体积分数为5%~8%,1MHz下的介电性能为:εr约为38,tanδ约为1.6×10–4,αC约为–8.51×10–6/℃。     

碱金属氧化物添加剂对(Mg_(1–x)Ca_x)TiO_3陶瓷微波性能的影响

采用固相反应法制备了(Mg1–xCax)TiO3微波介质陶瓷。探讨了复合添加Na2O和K2O对(Mg1–xCax)TiO3陶瓷烧结性能和介电性能的影响。结果表明:复合添加碱金属氧化物,陶瓷的主晶相为MgTiO3和CaTiO3,同时,可以抑制中间相MgTi2O5的产生,有效降低陶瓷的烧结温度至1280℃。当Na2O和K2O添加总量为质量分数1.2%,且Na2O/K2O质量比为2∶1时,所制陶瓷介电性能最佳:εr=19.71,Q.f=3.59×104GHz(7.58 GHz),τf=–1.40×10–6/℃。     

CBS/SiO2体系玻璃陶瓷结构与性能研究

采用水淬法制备CBS玻璃,并使用液相参与的烧结机制制备了钙硅硼(CBS)玻璃陶瓷。研究了不同配比下的CBS/SiO2体系玻璃陶瓷的相组成、显微结构、介电性能及绝缘电阻率。结果表明,随着SiO2添加量增加,材料的介电常数有所下降。当w(SiO2)为15%时,其在850℃的低温烧结样品,10MHz的测试频率下,εr为6.01,tgδ为1.22×10–3,绝缘电阻率1.5×1012?.cm,样品中出现大量石英相,晶粒尺寸多在1μm以下。保温时间对介电性能影响不大。     

掺杂Lu_2O_3对Ba_4Sm_(9.33)Ti_(18)O_(54)微波介质陶瓷性能的影响

以Ba4Sm9.33Ti18O54微波介质陶瓷为基础,掺杂Lu2O3进行改性,形成固溶式为Ba4(Sm1–yLuy)9.33Ti18O54的结构。结果表明,掺杂Lu2O3能很好地把Ba4Sm9.33Ti18O54微波介质陶瓷的烧结温度降至1 260℃,当y=0.05时Ba4Sm9.33Ti18O54为类钨青铜结构,能得到介电性能较佳的微波介质陶瓷:4.33GHz时εr约为76,Q.f约为2532,τf为–42×10–6/℃;y<0.5时生成了类钨青铜结构晶相,y≥0.5主晶相变成烧绿石相,不具备介电性。     

添加剂对CBS系LTCC基板的匹配性能的影响

采用水淬法制备了CaO-B2O3-SiO2(CBS)玻璃,研究了MgO替代Na2O、K2O掺杂对所制CBS玻璃的烧结性能、介电性能和热膨胀性能的影响。结果表明:MgO的替代掺杂使CBS玻璃的软化温度提高,黏度活化能增大,银离子扩散能力减弱,并使CBS玻璃与银电极匹配共烧发黄的现象得到改善。含有0.2%MgO和0.1%Na2O(质量分数)并于850℃烧结制备的CBS玻璃性能较佳:密度为2.45 g/cm3,1MHz频率下εr为5.98,tanδ为5×10–4,线膨胀系数为10.1×10–6/℃。     

LTCC基板用CaBSi玻璃的制备与性能研究

采用sol-gel法制备了CaO-B2O3-SiO2玻璃粉体材料。用TGA-DSC、XRD、SEM对样品进行了表征。分析表明,当钙含量不变时,随着硼含量的增加熔点降低,但是超过一定值后,其性能恶化。当硼含量不变时,随着钙含量的增加玻璃料的析晶趋势增强,熔点升高,热膨胀系数的测试值也接近理论计算值。将CaBSi—3与堇青石和莫来石陶瓷粉末低温共烧后其主要性能指标为:α≈3.5×10–6℃–1,εr<4.9,tanδ<14×10–4,ρ>1013?·cm,σ>160MPa。     

保温时间对钙钡硼硅复相陶瓷性能的影响

通过对钙钡硼硅玻璃与氧化铝的混合物进行烧结,制备了可用于低温共烧陶瓷基板的硼硅酸盐玻璃/α-Al2O3系复相陶瓷。研究了保温时间对所制复相陶瓷的微观结构、烧结性能和介电性能的影响。结果表明:随着保温时间的延长,所制复相陶瓷的体积密度、吸水率和介电常数先增大后减小,而介质损耗则是先减小后增大。于850℃烧结、保温20 min制得的复相陶瓷的性能最佳,其体积密度为3.12 g.cm–3,吸水率为0.11%,10 MHz下的相对介电常数和介质损耗分别为7.88和1.0×10–3。     

低温烧结CaO-B_2O_3-SiO_2玻璃陶瓷及其性能研究

低温烧结制备了添加晶核剂S(CaCO3,H3BO3,SiO2为原料)的CaO-B2O3-SiO2(CBS)玻璃陶瓷。研究了晶核剂S对所制CBS的主晶相及其性能的影响。结果表明:在CBS玻璃陶瓷中,包含β-CaSiO3、α-SiO2和CaB2O4三种晶相,晶核剂S能促进主晶相的形成,提高析晶度。S的添加量为质量分数8%时,所得到CBS性能最好:εr=6.11,tanδ=0.0009,弯曲强度σf≥220 Mpa。     

玻璃–氧化硅复合基板材料的制备及性能

以低相对介电常数的硼硅酸盐玻璃粉末和氧化硅粉末为原料,制备了玻璃–氧化硅复合材料。研究了烧结温度和氧化硅含量对复合材料的电学性能和力学性能的影响。结果表明,当氧化硅质量分数为45%时,玻璃–氧化硅复合材料经840℃、2h的烧结后,其εr为3.8,tanδ为4×10–4,ρv为9.8×1011?·cm,抗弯强度σ为30MPa。另外,该复合材料在100~500℃之间的热膨胀系数为(8.0~10.0)×10–6℃–1。     

球磨时间对低温烧结BaO-TiO_2-Nb_2O_5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)。     

Sn~(4+)替代Nb~(5+)对Bi_2(Zn_(1/3)Nb_(2/3))_2O_7陶瓷性能的影响

采用固相反应法制备了Bi2(Zn1/3Nb2/3)2O7(BZN)微波陶瓷,并借助XRD、SEM及LCR4284测试仪,研究了Sn4+取代Nb5+对BZN陶瓷显微结构和介电性能的影响。结果表明:随着Sn4+替代量的增加,微观形貌中出现棒晶;选取20～80℃,100 kHz时的εr计算,介电常数温度系数由205×10–6/℃逐渐减小到–240×10–6/℃;当替代量x(Sn4+)为0.16时,样品出现介电弛豫现象;随着测试频率的增加,介电弛豫峰向高温移动。     

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。     

SrBaNb-SrBaTi复合陶瓷的制备和介电性能研究

采用传统固相反应法分别制作了SrxBa1–xNb2O6(x=0.3,0.4,0.5,0.6)和Sr0.6Ba0.4TiO3单相陶瓷以及两相混合的复合陶瓷。结果表明,该制备方法简单,能够精确控制复合陶瓷中SrxBa1–xNb2O6和Sr0.6Ba0.4TiO3的组分含量,其中Sr0.6Ba0.4Nb2O6与Sr0.6Ba0.4TiO3按摩尔比1∶1混合所得复合陶瓷样品的介电温度特性最佳,10kHz下在25～60℃温度范围内αε为3.224×10–7,tanδ小于0.7×10–2。     

添加剂对CaTiO_3陶瓷性能的影响

研究了Nb2O5、La2O3、ZnO、NiO的加入对CaTiO3陶瓷的烧结和介电性能的影响,并对影响机理作了初步探讨。结果表明:选择合适种类和数量的添加剂能够降低CaTiO3烧结温度并能在1260～1300℃之间烧结,该材料的温度系数为–1000×10–6℃–1,在10kHz～20MHz的相对介电常数为175、介质损耗为10–4,是一种理想的高频热补偿电容器材料。     

无铅1RH-121高频瓷料的研究

在BaO-Nd2O3-TiO2系统中,以SrTiO3、Bi2O3、MnCO3等作为添加剂,按0.8Ba6–3xNd8+2xTi18O54+0.2SrTiO3+(0.7～1.5)(MnCO3+Bi2O3……)的比例配料,按常规工艺进行磨料、喷雾干燥和成型,在1240～1290℃空气中烧成,保温2h得到无铅IRH-121高频瓷料。研究表明,SrTiO3等添加剂的加入量对瓷料介电性能具有明显的影响。批量生产的瓷料性能:εr为115～130,tanδ为(2.0～3.5)×10–4,αC,–25℃时为–(210～240)×10–6,+85℃时为–(220～240)×10–6。     

Li过量对M-相固溶体Li_2O-Nb_2O_5-TiO_2陶瓷微波介电性能的影响

含有M-相固溶体Li2O-Nb2O5-TiO2(LNT)的微波介质陶瓷具有烧结温度(约1100℃)低,介电常数εr(65～70)及Q·f值(约5000 GHz)高的特点,但其频率温度系数τ却往往偏高(约23×10–6/℃)。为此,系统研究了非化学计量比下Li含量对LNT陶瓷微波介电性能的影响。实验结果表明,Li含量增加能有效调节LNT陶瓷的频率温度系数至近零而不影响其他性能。当Li含量过量5%(质量分数)时,LNT陶瓷具有最佳性能:εr=69.73,Q·f=5 543GHz(=3.518 GHz),τf=–4.4×10–6/℃。