AB_2O_4型尖晶石结构微波介质陶瓷研究进展

A_nB_(2n)O_(4n)(n=1,2,3)系列尖晶石陶瓷普遍具有高的品质因数、可调的介电常数和谐振频率温度系数,并与Ag电极具有良好的化学共容性,是极有可能应用在低温共烧陶瓷上的一类微波介质陶瓷。介绍了尖晶石陶瓷的晶体结构,总结了不同n取值陶瓷的微波介电性能及其调控,讨论了Li元素进入尖晶石晶格后离子分布的演变,并重点讨论Li基尖晶石陶瓷的烧结温度和微波介电性能,以及离子取代对其性能的调节。另外,还尝试改变一些代表性陶瓷的成分以获得更好的综合微波介电性能。具体的方法包括形成固溶体和第二相,以及非化学计量比调节。最后,对Li基尖晶石结构微波介质陶瓷工业化应用进行了展望。     

La2O3-B2O3玻璃添加对Zn0.5Ti0.5NbO4微波介质陶瓷结构及性能影响

利用X射线衍射、扫描电子显微镜等手段研究了添加La2O3-B2O3玻璃作为烧结助剂的Zn0.5Ti0.5NbO4微波介质陶瓷在低温烧结过程中的结构及微波介电性能变化。实验结果表明,适当的La2O3-B2O3玻璃添加不会影响Zn0.5Ti0.5NbO4陶瓷的相组成。添加质量分数2%的La2O3-B2O3烧结助剂有助于在烧结过程中形成液相,液相能有效加速Zn0.5Ti0.5NbO4陶瓷的低温烧结过程,实现Zn0.5Ti0.5NbO4陶瓷的致密化。在875℃烧结时,添加质量分数2%La2O3-B2O3玻璃的Zn0.5Ti0.5NbO4陶瓷具有优异的微波介电性能:εr=33.91,Q×f=16579 GHz(f=6.1 GHz),τf=-68.54×10-6/℃。     

A_3B_2C_3O_(12)型石榴石结构微波介质陶瓷的研究进展

立方石榴石结构的A_3B_2C_3O_(12)陶瓷是一类结构多样、性能可调的微波材料体系,目前对该体系的研究已取得初步成果,获得了一批性能优异的陶瓷材料。A_3B_2C_3O_(12)石榴石型陶瓷具有独特的结构特征和介电性能,本文以烧结温度为分类标准将其分为高温型和低温型,高温型主要包括Ga基石榴石型陶瓷,烧结温度一般偏高,在1500℃以上,低温型以钒酸盐为主,烧结温度低于961℃,部分陶瓷可以与Ag电极共烧应用于LTCC技术。总结了不同离子占位、离子取代和A位缺位对材料介电性能的影响,最后对钒酸盐基石榴石微波介质陶瓷的研究方向进行了展望。     

ZnO-TiO2系微波介质陶瓷的研究进展

从掺杂金属氧化物改性、低温烧结以及应用研究三个方面综述了ZnO-TiO2系微波介质陶瓷的研究进展,提出其主要发展方向为:掺杂金属阳离子改性;采用物理法或半化学法降低颗粒半径,提高反应活性;掺杂适量氧化物或玻璃助烧剂,实现ZnO-TiO2系陶瓷的低温烧结;深入研究瓷体与内电极的作用机理,设计出优良的多层片式微波器件.     

低温共烧微波介质陶瓷材料研究进展

在介绍低温共烧陶瓷(LTCC)技术的基础上,阐述了LTCC微波介质陶瓷材料的特点及应用背景。综述了BaTi4O9、Ca[(Li1/3Nb2/3)1-xTix]O3-δ、ZnNb2O6、ZnTiO3及Li2O-Nb2O5-TiO2等常用的LTCC微波介质陶瓷材料体系。指出了目前研究中存在的问题,指出新体系的开发是今后的主要研究方向。新体系可以采用多相复合,也可以由几种低熔点氧化物化合而产生。     

A5B4O15型六方钙钛矿微波介质陶瓷的研究进展

介绍了A<,5>B<,4>O<,15>型六方钙钛矿陶瓷的结构,综述了该体系A位、B位和A、B位复合取代改性,以及添加烧结助剂和湿化学法制备高活性粉体低温烧结等方面的研究进展,基于目前研究中存在的问题,指出A<,5>B<,4>O<,15>新型化合物的开发以及机理方面的研究是今后的主要研究方向.     

Bi2O3和V2O5复合掺杂BaTi4O9微波介质陶瓷

研究了多元掺杂对BaTi4O9微波介质陶瓷的烧结和介电性能的影响。通过单独添加烧结助剂Bi2O3和V2O5以及复合添加Bi2O3、V2O5来降低烧结温度,并且保持较好的微波介电性能。实验结果表明,当复合添加Bi2O3和V2O5各0.5%(质量分数)烧结温度为1160℃时,BaTi4O9微波介质陶瓷在2.5GHz下:εr为40.1,tgδ为6×10–4,τf为64×10–6℃–1,保持了良好的介电性能。     

A4B3O12型六方钙钛矿微波介质陶瓷的研究进展

A4B3O12型B位缺位六方钙钛矿陶瓷是一类新型性能可调的中等介电常数微波介电陶瓷,有望在现代移动通讯系统基站中得到应用.在介绍A4B3O12型钙钛矿陶瓷的结构特征和系列端元化合物微波介电性能研究的基础上,总结了不同离子占位对陶瓷性能的影响,并在最后对该类陶瓷将来的研究方向进行了展望.     

BaO-Ln2O3-TiO2系微波介质陶瓷的研究进展

综述了BaO-Ln2O3-TiO2(BLT)系微波介质陶瓷的发展历程、掺杂改性、粉体的制备方法、添加烧结助剂,改变烧结工艺等方面的进展。指出了高纯超细原料粉体的制备,先进的烧结设备,高精度的测试仪器与微波器件的混合集成化,是其今后的研究方向。     

掺BCB低温共烧ZnNb2O6微波介质陶瓷的研究

研究了BaCu(B2O5)(BCB)对ZnNb2O6 微波介质陶瓷烧结特性和介电性能的影响.结果表明,BCB 玻璃料形成的液相加速了颗粒间的传质,促进了烧结,能有效的使ZnNb2O6 陶瓷的烧结温度降低至875℃,随着BCB含量的增多,样品中出现了第二相.w(BCB)=3%的ZnNb2O6 陶瓷在875℃保温4 h,获得优异的综合介电性能,即介电常数εr=23.4,品质因数与频率的乘积Q×f=13 230 GHz,谐振频率温度系数τr,=-78.41×10-6/℃,与Ag共烧研究表明,ZnNb2O6 陶瓷与Ag电极化学兼容性较好,未发生明显的扩散反应现象,可作为一种新型的低温烧结微波介质陶瓷用于多层微波器件的制作.     

微波介质材料与器件的发展

详细论述了微波介质材料与器件国内外现状和技术发展趋势, 分析了应用前景和国内市场需求,对我国“十一·五”发展方向和重点研究课题提出了建议。     

(1-x)ZnWO4-xTiO2陶瓷的微波介电性能研究

用固相反应法在1150℃烧结2h得到了致密的(1-x)ZnWO4-xTiO2 (0.1≤x≤0.8)系列微波介质陶瓷,对陶瓷的相组成、显微结构及微波介电性能进行了研究.结果表明:在(1-x)ZnWO4-xTiO2 (0.3≤x≤0.5)陶瓷样品中存在ZnWO4、TiO2及Zn2TiO4三相,当Zn2TiO4相的量较多时,样品的微波介电性能较好.随着TiO2的含量增加,(1-x) ZnWO4-xTiO2陶瓷的εr及τf值单调递增,而Q·f值则先上升后下降.当x=0.4时,(1-x)ZnWO4-xTiO2陶瓷样品的微波介电性能为:εr=26.56、Q·f=42 278 GHz及τf =61.37× 10-6/℃.它是一种具有中等介电常数,中低烧结温度且性能优良的微波介质陶瓷新体系.     

微波介质陶瓷/铁氧体复合材料的低温共烧

将MgTiO3微波介质陶瓷与Ni-Zn-Cu铁氧体进行低温共烧实验,研究了两种材料的低温烧结特性,结果表明,添加适量的Bi2O3能将复合材料的烧结温度降至900～920℃,并且使得烧结更加致密化。实验证明两种材料之间没有发生化学反应,各自保持了原有的物相,二者具有良好的化学相容性。该复合材料既具有铁电性又具有铁磁性,并且能满足低温共烧工艺的要求,有很好的应用前景。     

ZnO-TiO2系微波介质陶瓷的相结构及研究进展

对ZnO-TiO2体系相结构进行了分析,并从制备工艺、掺杂改性和低温烧结三个方面综述了ZnO-TiO2系微波介质陶瓷的研究进展,提出ZnO-TiO2系微波介质陶瓷的主要发展方向:①掺杂金属阳离子改性;②采用物理方法(包括半化学法)降低颗粒半径,在提高反应活性的基础上,掺杂适量助烧剂,实现陶瓷的低温烧结。     

CaWO_4-Li_2WO_4陶瓷低温烧结特性及微波性能研究

采用固相反应法制备了(1-x)CaWO4-xLi2WO4(0≤x≤0.14)微波陶瓷,研究了Li2WO4作为第二相对CaWO4微波陶瓷的低温烧结特性和微波性能的影响。结果表明,Li2WO4相的存在能明显降低CaWO4的烧结温度,并且随着x的增加,(1-x)CaWO4-xLi2WO4(0≤x≤0.14)陶瓷体系的最佳烧结温度降低。当x=0.1,在900℃下烧结2h,该陶瓷材料的介电常数εr=9.002,品质因数与频率之积Q×f=11.76×104 GHz,谐振频率温度系数τf=-55×10-6/℃。在此基础上采用w(CaTiO3)=5.0%调节其谐振频率温度系数到0,调节后的微波介电性能为εr=10.312,Q×f=5.36×104 GHz,τf约为0     

低温烧结微波介质陶瓷

在制备多层微波元件过程中,为使用Cu、Ni等低熔点导体,必须降低微波介质陶瓷的烧结温度。本文介绍了通过液相烧结降低致密化温度的BaTi4O9、Ba2Ti9O20及(Zr,Sn)TiO4陶瓷,这类材料的烧结温度已降至1 000℃以下;也介绍了掺加(V2O3+CuO)的BiNbO4基陶瓷,其致密化温度已低至880℃左右。文中还列出了陶瓷组成、低熔点氧化物或玻璃的组成及相关材料的微波介电性能。     

BaO-3TiO_2微波介质陶瓷的H_3BO_3掺杂改性研究

为实现低温烧结,采用固相反应法制备了H3BO3掺杂改性的BaO-3TiO2微波介质陶瓷,研究了H3BO3掺杂量对其烧结温度和介电性能的影响,并与H3BO3掺杂改性的BaTi4O9陶瓷进行了对比研究。结果表明,H3BO3掺杂能使BaO-3TiO2陶瓷的烧结温度降低到950℃,原因是烧结过程中形成了熔点约为899℃的液相BaB2O4。当掺杂质量分数为3%的H3BO3时,制备的BaO-3TiO2微波介质陶瓷具有良好的介电性能:εr=34.1,Q·f=9000GHz(4.0GHz),略优于H3BO3掺杂改性的BaTi4O9陶瓷。     

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。     

尖晶石相ZnCr_2O_4陶瓷生成条件

用 XRD法研究配料粒度、烧结温度及陈化处理诸因素对生成尖晶石相 Zn Cr2 O4数量的影响 ,结果表明 ,在 80 0～ 110 0℃间 ,原料的陈化处理可促进尖晶石相 Zn Cr2 O4的生成。     

低温烧结Ba_3(VO_4)_2-xZnMoO_4微波介质陶瓷研究

采用固相反应法制备了Ba3(VO)4-xZnMoO4陶瓷,研究不同ZnMoO4含量对Ba3(VO)4微观结构及介电性能的影响。X线衍射(XRD)测试结果表明,二者兼容性良好,无第二相产生;具有低熔点及相反(负)频率温度系数的ZnMoO4能有效降低Ba3(VO)4的烧结温度,同时调节温度稳定性。当x=8%(质量分数)时,所制陶瓷烧结温度约850℃,相对介电常数εr≈13,品质因数Q×f≈26 400GHz,谐振频率温度系数τf≈+3μ℃-1。