Sn4+替代Nb5+对Bi2(Zn1/3Nb2/3)2O7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。     

CuO、V_2O_5掺杂(1-x)BiNbO_(4-x)ZnTaO_6的介电性能

对CuO、V2O5掺杂的(1–x)BiNbO4-xZnTaO6(x=0.05～0.15)陶瓷体系结构和介电性能进行了研究。试验结果表明,940℃以下,体系为斜方BiNbO4和斜方ZnTaO6的复相结构;掺杂CuO、V2O5使得体系在较低温度下即可烧结成瓷,随着(1–x)BiNbO4-xZnTaO6体系中x的增加,陶瓷表观密度上升,εr下降,温度系数、损耗则呈增加趋势。x=0.05,910℃烧结保温2h有较好的微波性能,εr约为40,Q·f值达25000GHz。     

Bi2O3掺入对CLST微波介质陶瓷性能的影响

研究了Bi2O3掺入对CaO-Li2O-Sm2O3-TiO2(简写为CLST)系微波介质陶瓷介电性能的影响。用XRD和SEM研究其晶体结构及微观形貌。结果表明:Bi2O3掺入能显著降低CLST陶瓷的烧结温度,由1300℃降至1200℃,1200℃烧结2h后,仍形成了斜方钙钛矿结构,但原有金红石相消失。掺入5%(质量分数)Bi2O3的CLST陶瓷取得了较好的介电性能:εr为93,tanδ为0.0078,τf为–29×10–6℃–1。     

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。     

颗粒包覆法制备BZT-CT复合陶瓷

采用预合成的方法,分别用得到的单斜类锆钙钛矿相Bi2(Zn1/3Ta2/3)2O7(β-BZT)和钙钛矿相CaTiO3(CT)的粉末作为正负温度系数组元,用sol-gel法制备的ZnO-B2O3-SiO2玻璃,包覆两组元颗粒以阻止其相互反应,从而制备复相零温度系数微波陶瓷。结果表明:预合成及颗粒包覆法可抑制两相固溶反应,有效降低复相陶瓷的烧结温度,调节温度系数。特别是900℃烧结的w(CT)为4%的样品,其εr约为47,αε为2.8×10–6℃–1。     

Sb2O3掺杂Zn-Nb-O基微波介质陶瓷的结构与性能

采用传统电子陶瓷工艺制备(ZnNb2O6-Zn3Nb2O8)-Sb2O3(ZZS)陶瓷,研究了Sb2O3含量对ZZS陶瓷结构及介电性能的影响规律。结果表明,Sb2O3的加入促进了陶瓷的烧结,陶瓷中除ZnNb2O6和Zn3Nb2O8两种主晶相外未有新相生成,Sb2O3则以Sb3+或Sb5+置换Nb5+/Zn2+形成置换固溶体;陶瓷的介电常数(εr)随Sb2O3含量的增加先增大后减小,保持在23～25之间,介电损耗略有增加。微波频段下,0.7ZnNb2O6-0.3Zn3Nb2O8陶瓷的介电常数随Sb2O3含量的增加略有减小,品质因数与频率的乘积(Q×f)值先增大后减小。当w(Sb2O3)=1%时,陶瓷综合性能最佳,εr=22.88,Q×f=38 871GHz。     

Zn2SiO4-Mg2SiO4复相陶瓷的合成与性能研究

利用醇盐溶胶-凝胶法合成（1-x）Zn2SiO4-xMg2SiO4陶瓷（x=0.1-0.9）。差热分析结合XRD分析表明（1-x）Zn2SiO4-xMg2SiO4的成相温度在800℃附近,1 150℃预烧粉体后,获得粒径为40-50 nm的Zn2SiO4-Mg2SiO4复相陶瓷粉末。复相陶瓷的最佳烧结温度在1 250℃-1 300℃,烧结过程中,部分组分产生了MgSiO3杂相。当x=0.6时,在1 250℃烧结后陶瓷的介电性能最优如下：εr=6.66,Q×f=174 800 GHz,τf=-38.7 ppm/℃,是一种有望应用于毫米波频段的新型介质陶瓷材料。     

X7R型复相陶瓷的制备及介电性能研究

用两相混合烧结法制备了PZN基和BT基复合的复相陶瓷。研究了起始两相的比例以及粉末的粒度和烧成条件对复相陶瓷介电性能的影响。通过优化工艺条件,获得了满足X7R（ΔC／C＜±15％,－55～125°C）型温度稳定特性的复相陶瓷。     

B2O3-Li2O低温助烧ZMSZT陶瓷的微波介电性能

为了研究了B2O3与Li2O添加剂对(Zn0.8Mg0.2)2SiO4-ZrO2-TiO2(ZMSZT)基微波介质陶瓷的性能影响,分别采用排水法、XRD、SEM以及网络分析仪表征单独添加及复合添加B2O3与Li2O的ZMSZT微波介质陶瓷的致密性、微观结构及介电性能。结果显示在ZMSZT陶瓷中同时添加1wt%B2O3和4wt%Li2O可有效提高其烧结性能,在930℃/3 h烧结条件下可以获得较高的致密性及微波介电性:ρ=3.83 g/cm3,εr=9.36,Qf≈30 120 GHz(f=10.3 GHz),τf=-5.71×10-6/℃。这种B2O3与Li2O复合添加的ZMSZT陶瓷可以应用到LTCC(低温共烧陶瓷)领域。     

Li_2MgSiO_4微波介质陶瓷的低温烧结适应性

采用固相法制备了添加B2O3的Li2MgSiO4陶瓷,研究了添加B2O3助剂对降低Li2MgSiO4陶瓷烧结温度的作用,以及B2O3对所制陶瓷的密度、相结构与微观形貌、微波介电性能的影响。结果表明,添加质量分数2%的B2O3就可在810℃的低温下实现Li2MgSiO4陶瓷的致密烧结,并获得较佳的介电性能:εr=5.84,Q.f=107 000 GHz(f=8 GHz),可用于制作LTCC材料。     

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。     

复合烧结助剂对 ZnNb2O6陶瓷的低温烧结与性能的影响

采用传统固相反应法制备了 ZnNb2O6陶瓷,研究了复合添加 BaO-CuO-V2O5(BCV)烧结助剂对 ZnNb2O6陶瓷的烧结特性、物相组成、微观组织形貌及微波介电性能的影响。结果表明：掺杂少量 BCV 的 ZnNb2O6陶瓷物相组成并未改变,仍为 ZnNb2O6单相。添加质量分数 2%的 BCV 可使 ZnNb2O6陶瓷的烧结温度降至 950 ℃,并且在 950 ℃烧结 3 h 具有较佳的微波介电性能：εr=24.7,Q·f=75 248 GHz,τf= –50.4×10–6/℃。     

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/℃。     

Si取代对BiNbO4烧结及微波介电性能的影响

采用传统固相反应法制备样品,研究了SiO2掺杂对BiNbO4烧结特性、微观结构、介电性能的影响。利用HP8753E网络分析仪测试样品微波性能。实验结果表明,Si取代后样品逐渐出现了三斜相,随着Si取代量的增加,BiNbO4陶瓷的烧结温度升高,晶粒变大、形状变不规则、样品Q值减小、谐振频率温度系数由正值向负值转变。     

烧结助剂对Mg4Nb2O9陶瓷性能的影响

研究了Bi2O3-V2O5、CuO-Bi2O3-V2O5、Li2CO3-V2O5掺杂对Mg4Nb2O9陶瓷烧结特性和微波介电性能的影响。通过XRD分析材料物相组成,结果表明,CuO-Bi2O3-V2O5、Bi2O3-V2O5的添加能有效地将Mg4Nb2O9陶瓷烧结温度从1 350℃降至950℃,但同时陶瓷的品质因数(Q.f)有很大恶化。掺杂w(Li2CO3-V2O5)=3%,试样致密化温度降至950℃,保温5 h,其具有良好的微波介电性能:介电常数(rε)为14.0,Q.f为83 276 GHz。     

Ba_5(Nb_(1-x)Sb_x)_4O_(15)微波介电陶瓷的低温烧结

添加质量分数为1%的H3BO3为助烧剂。研究了Ba5(Nb1–xSbx)4O15(0≤x≤0.2)陶瓷的烧结特性、显微结构和微波介电性能。结果表明:当x≤0.15时,该类陶瓷可在900℃附近烧结,并伴有少量BaSb2O6和BaB2O4相;随着x从0增加到0.2,εr和τf均有较大幅度下降;Q.f先升后降。在900℃烧成温度下,x为0.15的陶瓷获得较好的微波介电性能:εr为29.21,Q.f为13 266 GHz,τf为11×10–6℃–1,并能与Ag电极很好相容,基本满足LTCC工艺的要求。