温度稳定型Li_2(Zn_(1–x)Co_x)_2Mo_3O_(12)陶瓷的微波介电性能研究

采用固相反应法制备了Li_2(Zn_(1–x)Co_x)_2Mo_3O_(12)陶瓷,研究了Co~(2+)取代对其相结构和微波介电性能的影响,并通过添加Ti O_2调节了该陶瓷的τ_f值。结果表明:不同Co~(2+)取代的Li_2(Zn_(1–x)Co_x)_2Mo_3O_(12)陶瓷均显示出单相钒铁铜矿结构。随着Co~(2+)取代量的增加,陶瓷的致密化温度显著降低,相对密度和Q·f值均呈现先增大后减小的趋势。当x=0.1时,陶瓷具有相对较好的微波介电性能:ε_r=10.85,Q·f=65 031 GHz,τ_f=–73×10~(–6)/℃。添加Ti O_2能够有效调节Li_2Zn_2Mo_3O_(12)陶瓷的τ_f值向正值方向移动,0.4Li_2(Zn_(0.9)Co_(0.1))_2Mo_3O_(12)-0.6Ti O_2陶瓷的介电性能较佳:ε_r=15.80,Q·f=22 991 GHz,τ_f=–4.5×10~(–6)/℃。     

微波基板用陶瓷材料Li_2Mg_(1-x)Zn_xTi_3O_8微波性能研究

通过传统固相反应法制得三元系尖晶石结构的Zn掺杂的Li_2Mg_(1-x)Zn_xTi_3O_8(LMT)陶瓷。讨论了Zn掺杂对Li_2MgTi_3O_8陶瓷试样的相结构、显微结构及微波介电性能的影响。当Zn掺杂量为0.06时,Li_2Mg_(0.94)Zn_(0.06)Ti_3O_8陶瓷试样在1 075℃烧结4h可获得良好的显微结构与微波性能,其中介电常数适中(ε_r≈26.58),品质因数较高((Q×f)≈44 800GHz),谐振频率温度系数趋近于0(τ_f≈1.9μ℃~(-1))。该研究得到的陶瓷材料具有良好的微波介电性能,可作为无机填充材料运用于微波复合介质基板材料的研制中。     

Li_2Zn_2Mo_3O_(12)微波介质陶瓷的烧结工艺研究

采用传统固相反应法制备了Li_2Zn_2Mo_3O_(12)微波介质陶瓷,利用XRD、SEM和矢量网络分析仪,系统研究了主要烧结工艺参数对该材料物相组成、显微组织和微波介电性能的影响。结果表明:经540℃预烧后在630℃保温2 h烧结的陶瓷形成了单一的Li_2Zn_2Mo_3O_(12)相,显微组织较均匀,相对密度达到95.6%,具有良好的综合介电性能:ε_r=10.6,Q·f=57 893 GHz,τf=–66×10~(–6)/℃。     

MZT-CLT介质陶瓷的微波烧结研究

微波烧结法制备(1-x)(Mg_(0.7)Zn_(0.3))TiO_(3-x)(Ca_(0.61)La_(0.26))TiO_3(MZT-CLT,x=0.13)系介质陶瓷,研究微波烧结工艺对MZT-CLT陶瓷烧结性能、微观结构、相组成和微波介电性能的影响。结果表明,MZT-CLT陶瓷的主晶相为(Mg_(0.7)Zn_(0.3))TiO_3(MZT)、Ca_(0.61)La_(0.26)TiO_3(CLT),第二相为(Mg_(0.7)Zn_(0.3))Ti_2O_5;升温速率15℃/min,烧结温度1 275℃,保温时间20min时,陶瓷微波介电性能优良:介电常数εr=26.21,品质因数与频率之积Q·f=120 000GHz,频率温度系数τf=-3×10~(-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).     

ZrO2掺杂对Ba(Zn1/3Ta2/3)O3陶瓷介电性能的影响

采用固相反应烧结法制备了ZrO2掺杂的Ba(Zn1/3Ta2/3)O3微波介质陶瓷,研究了陶瓷的烧结特性和介电性能。结果表明,ZrO2掺杂能有效降低Ba(Zn1/3Ta2/3)O3陶瓷的烧结温度,改善陶瓷的微波介电性能。当x(ZrO2)=4%时,Ba(Zn1/3Ta2/3)O3陶瓷致密化烧结温度由纯相时的1 600℃降至1 300℃,同时陶瓷材料的微波介电性能达到最佳值,即介电常数εr=34.79,品质因数与频率的乘积Q×f=148 000(8GHz),谐振频率温度系数τf=0.3×10-6/℃。     

LMT-CT-LST高介电复合陶瓷的制备及性能调控

采用传统固相合成法制备0.1La(Mg_(0.5)Ti_(0.5))O_3-(0.9-x)CaTiO_3-x(Li_(0.5)Sm_(0.5))TiO_3(LMT-CT-LST,摩尔比x=0.1~0.6)系列微波介质陶瓷,并研究该系列微波介质陶瓷的物相结构、表面形貌及微波介电性能。X线衍射(XRD)研究表明,所有的LMT-CT-LST样品均为钙钛矿结构。扫描电镜(SEM)表明,随着(Li_(0.5)Sm_(0.5))TiO_3含量的增加,样品的晶粒尺寸会不断增加。当x=0.6时,有些晶粒会出现异常长大现象,这对样品的微波介电性能有很大的影响。介电性能研究结果显示,随着(Li_(0.5)Sm_(0.5))TiO_3含量从0.1增加至0.6,介电常数(εr)略微从121.56减小至117.5,而对应的品质因数(Q×f)从10 055.71GHz降低至4 042.15GHz;此外,该体系谐振频率温度系数(τf)随(Li_(0.5)Sm_(0.5))TiO_3含量的增加逐渐向负值方向移动。当x=0.6时,复合陶瓷在1 340℃烧结4h,可获得最佳的综合微波介电性能,即ε_r≈117.5,Q×f≈4 042.15GHz(f=3.415 GHz),τ_f≈10.13×10-6/℃。     

掺杂B_2O_3对(Zn,Mg)TiO_3固溶体结构和性能的影响

研究了B_2O_3对(Zn_(0.65)Mg_(0.35))TiO_3固溶体的烧结温度、晶相结构和介电性能的影响.结果表明,B_2O_3明显降低烧结温度,并与ZnO形成新的晶相Zn_3B_2O_6或ZnB_4O_7,随着B_2O_3的增加,介电常数(ε_r)逐渐减小,频率温度系数(τ_f)从正值向负值方向变化.当w(B_2O_3)=6%时,烧结温度为890 ℃;ε_r=15.3,TEM谐振器的品质因数QTEM=255,τ_f=-86×10-6·℃-1.调节w(B_2O_3)=4%～6%,能得到τ_f=0的组成.该文首次采用了介质同轴谐振器的品质因数Q值和来评价材料的介电特性,对材料的实际应用具有重要的指导作用.     

ZBS玻璃对0.6Li_2ZnTi_3O_8-0.4Li_2TiO_3陶瓷微波介电性能及烧结特性的影响

采用固相烧结法制备0. 6Li_2ZnTi_3O_8-0. 4Li_2TiO_3陶瓷,并研究了ZBS (ZnO-B2O3-SiO2)掺杂对0. 6Li_2ZnTi_3O_8-0. 4Li_2TiO_3陶瓷的相组成、致密度、微观形貌及微波介电性能的影响。结果表明,0. 6Li_2ZnTi_3O_8-0. 4Li_2TiO_3+xZBS陶瓷中仅存在Li_2ZnTi_3O_8和Li_2TiO_3相。随着x的增加,其致密化温度逐渐降低,相对介电常数εr和品质因子Q·f均先增加后减小,谐振频率温度系数τ_f基本不变。当x为1%(质量分数)时,0. 6Li_2ZnTi_3O_8-0. 4Li_2TiO_3+1%ZBS陶瓷在900℃烧结4 h后具有良好的微波介电性能:εr=25. 4,Q·f=88640 GHz,τ_f=-1×10~(-6)℃~(-1),且与Ag具有良好的化学相容性。     

CuO对(Ni_(1/3)Nb_(2/3))_(0.7)Ti_(0.3)O_2微波陶瓷低温烧结性能的影响

采用传统固相反应法制作(Ni1/3Nb2/3)0.7Ti0.3O2微波陶瓷,研究了CuO掺杂对所制陶瓷低温烧结性能、微观结构、相构成及微波介电性能的影响。结果表明,掺杂少量的CuO就能显著降低(Ni1/3Nb2/3)0.7Ti0.3O2陶瓷的烧结温度,且能改善陶瓷τf。当CuO掺杂量(质量分数)为1.0%时,(Ni1/3Nb2/3)0.7Ti0.3O2在950℃烧结,显示出良好的微波介电性能:εr=67.65,Q·f=3708GHz,τf=14.3×10-6/℃。     

Bi_2O_3掺杂对BLTN微波介质陶瓷性能影响研究

主要采用固相反应法,将原料粉体经过混料、球磨、预烧、成型和烧结后制备Ba_3La_2Ti_2Nb_2O_(15)(BLTN)微波介质陶瓷。研究了不同量的Bi_2O_3掺杂对BLTN微波介质陶瓷烧结行为、显微结构和介电性能的影响。结果表明:Bi_2O_3的添加不仅能有效降低BLTN陶瓷的烧结温度,而且显著提高了其相对介电常数(ε_r)和品质因数。当Bi_2O_3添加量为0.2%(质量分数)时,陶瓷的烧结温度由1440℃降低到1360℃,并呈现较好的微波介电性能:ε_r=55,Q·f=13 500 GHz(4.71 GHz),τ_f=–2.35×10~(-6)℃~(-1)。     

Li_2O添加对Sr_(0.24)La_(0.18)Na_(0.18)Nd_(0.4)Ti_(0.6)Al_(0.4)O_3微波陶瓷烧结及介电性能的影响北大核心CSCD

采用固相反应法制备了Sr_(0.24)La_(0.18)Na_(0.18)Nd_(0.4)Ti_(0.6)Al_(0.4)O_3+xLi_2O(简写为SLNNTA-x Li_2O,x=1.0%,2.0%,4.0%,8.0%,质量分数)微波介质陶瓷。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜和矢量网络分析仪系统研究了不同质量分数Li_2O烧结助剂对SLNNTA陶瓷的相成分、显微结构、烧结行为与微波介电性能的影响关系。结果表明:当Li_2O掺杂质量分数为1.0%～4.0%时,SLNNTA陶瓷体系仍可形成钙钛矿固溶体,说明低含量Li_2O添加可作为SLNNTA陶瓷的烧结助剂,而当添加量增至8.0%时,体系出现未知第二相;此外,与纯SLNNTA陶瓷的介电性能相比,在不大幅恶化品质因数(Q·f≈17360 GHz)和谐振频率温度系数(τ_f≈17.7×10^(-6)℃^(-1))的基础上,添加2%的Li_2O可使SLNNTA致密化烧结温度降至1400℃,同时保持了较高的相对介电常数(ε_r≈44.2)。     

xCa_(0.8)Sr_(0.2)TiO_3-(1-x)Li_(0.5)La_(0.5)TiO_3系陶瓷介电性能的调控

采用烧成法制备了xCa_(0.8)Sr_(0.2)TiO_3-(1-x)Li_(0.5)La_(0.5)TiO_3(CST-LLT)(x=0.4~0.8)系介质陶瓷,表征了其物相组成、结构特征及介电性能。所制备的材料具有钙钛矿结构特征,随着Li_(0.5)La_(0.5)TiO_3组分的减少,1 170~1 260℃烧结的CST-LLT陶瓷介电常数(ε_r)变化范围在154.8~275.2,而品质因数(Q·f)在1 360~1 479GHz内先增加后逐渐减小,谐振频率温度系数(τ_f)变化范围为(-720.6~470.5)×10~(-6)/℃。当x=0.5,烧成温度为1 200℃,保温3h时,可得到理想的介电性能的介质陶瓷:ε_r=230,Q·f=1 455GHz,τ_f=24.5×10~(-6)/℃。     

CuO-B2O3掺杂对BaAl2 Si2O8陶瓷结构及微波介电性能的影响

采用固相反应法制备BaAl_2Si_2O_8-x(CuO-B_2O_3)(质量分数x=0%,1%,1.5%,2%,2.5%)陶瓷。探究了添加不同量的CuO-B_2O_3(CB)烧结助剂对BaAl_2Si_2O_8(BAS)陶瓷的烧结温度、结构及微波介电性能的影响。结果表明:质量分数1%的CB烧结助剂可促进BAS晶体结构由六方相全部转变为单斜相,并且CB烧结助剂添加量在质量分数2.5%范围以内,无第二相生成。添加质量分数1%的CB烧结助剂可使BAS陶瓷烧结密度增加到最大值,并能将烧结温度由1400℃降低至1250℃,制备的BAS陶瓷的相对介电常数(ε_r)和品质因数(Q·f)达到最大值,并且谐振频率温度系数(τ_f)的绝对值也减小至最小值,其介电性能为:ε_r=6.47,Q·f=30198 GHz,τ_f=-14.78×10~(-6)℃~(-1)。     

Ca-B-Si掺杂对Ba(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3陶瓷介电性能的影响

采用传统电子陶瓷工艺合成了Ca-B-Si(CBS)玻璃掺杂的Ba(Mgl/3Nb2/3)O3微波介质陶瓷,研究了CBS掺杂量对陶瓷微波介电性能的影响。结果表明:CBS掺杂可促进陶瓷烧结并提高B位1:2有序度,进而降低微波介质损耗。当w(CBS)=3%时,陶瓷烧结温度由纯相时的1 500℃以上降至1 250℃,表观密度提高到6.32 g/cm3以上,陶瓷的微波介电性能达到最佳值:εr=26,Q.f=67 800 GHz(8 GHz),τf=25×10–6/℃。该陶瓷有望成为用于高频段微波器件的材料。     

LBSCA玻璃对微波介电陶瓷Li_2ZnTi_3O_8性能的影响

Li_2ZnTi_3O_8(LZT)陶瓷具有很好的微波介电性能,但其烧结温度较高(1 150℃),与低温共烧陶瓷(LTCC)工艺不兼容。该文通过掺杂低熔Li2O-B2O3-SiO2-CaO-Al_2O_3(LBSCA)玻璃来降低Li_2ZnTi_3O_8陶瓷的烧结温度,并详细研究了LBSCA掺杂量对材料体系物相结构、微观形貌、致密化程度及微波介电性能的综合影响。研究结果发现,当LBSCA的质量分数为1.5%,并在900℃低温烧结时可表现出优异的微波介电性能,即相对介电常数εr=23,品质因数与频率的乘积Q×f=39 762,密度ρ=3.59g/cm3,频率温度系数τf=-13.75×10-6/℃,能很好地应用于LTCC技术领域。     

(Na_(1/2)Nd_(1/2))TiO_3陶瓷的晶体结构及微波介电性能

通过固相烧结法制备了具有高介电常数的(Na1/2Nd1/2)TiO3微波介质陶瓷,研究了烧结温度对该陶瓷微观结构及微波介电性能的影响。结果表明,在烧结温度低于或等于1 350℃时,所制陶瓷样品的主晶相为立方相的(Na1/2Nd1/2)TiO3;当烧结温度高于1 350℃时,所制陶瓷样品的主晶相变为四方相的Nd0.667TiO3。陶瓷样品的相对介电常数和品质因数随着烧结温度的升高均先增大后减小,在烧结温度为1 300℃时所制陶瓷样品最为致密,并具有最佳的微波介电性能,εr=110.06,Q×f=8 147 GHz,τf=244.6×10–6/℃。     

(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.     

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/℃。     

LiF添加对YAG陶瓷微波介电性能的影响

采用常规固相烧结法制备了YAG陶瓷,并研究了烧结温度和LiF添加量对YAG陶瓷微观结构和微波介电性能的影响。结果表明,LiF的添加不仅可以有效降低YAG陶瓷的烧结温度,而且显著提高其微波介电性能。当LiF添加量为质量分数5%时,YAG陶瓷经1500℃烧结6 h后的相对密度为97.5%,显微组织较均匀、致密,具有优异的微波介电性能:ε_r=11.3,Q·f=67130 GHz,τ_f=-53.4×10~(-6 )℃~(-1)。当LiF添加量过多时,YAG陶瓷的气孔率增加,Q·f值显著下降。