MgO掺杂对Al2O3基微波介质陶瓷材料烧结及介电性能的影响

为满足新型微波器件对集成度、频率和温度稳定性等需求,低介电常数、高品质因数和近零谐振频率温度系数的微波介质陶瓷材料具有非常重要的研究价值.采用固相合成法制备了0.9Al2O3-0.1TiO2+xMgO(x=0.15％,0.175％,0.2％,0.225％,摩尔分数)微波介质陶瓷.通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪和微波介...     

微波介质陶瓷材料介电性能间的制约关系

微波介质陶瓷材料的三个主要参数相对介电常数εr、品质因数Q和谐振频率温度系数之间存在一定的关系。采用一维双原子线性振动模型,分析了微波介质陶瓷材料的εr、Q影响因素和它们之间的相互制约关系;采用Clausius-Mosotti方程,分析了谐振频率温度系数的影响因素以及它和εr之间的相互制约关系。讨论了提高高介微波介质陶瓷材料性能的途径,发现采用同电价质量较轻的离子取代,在基本不影响介电常数的情况下具有提高材料的Q·f值的可能性。     

微波介质陶瓷介电机理研究进展

总结了近年来微波介质陶瓷领域结构特性对介电性能的影响机理的研究状况。主要介绍了影响介电常数、品质因数和谐振频率温度系数的本质因素。对未来微波介质陶瓷材料的设计具有一定指导作用,并在最后指出了未来介电机理的研究方向。     

喷涂功率对稀土元素掺杂氧化锆涂层微波介电性能的影响

以Yb₂O₃、Gd₂O₃、Y₂O₃和ZrO₂为原材料,采用固相反应法合成了锆酸钆钇镱(YGYZ)陶瓷粉末,采用等离子喷涂技术在不同喷涂功率下制备了YGYZ涂层。系统研究了喷涂功率变化对涂层微观结构、物相组成、孔隙率、介电常数以及力学性能的影响。结果表明,随着喷涂功率的升高,涂层内部会产生应力,涂层的密度和介电常数随之升高,而涂层的孔隙率、介电损耗和显微硬度则随之降低。喷涂功率为65kW时,涂层微波介电常数最小,其值为13.31,对应的介电损耗为3.8×10^-2。采用镱、钆和钇稀土元素掺杂的氧化锆涂层具有较低的介电常数和较高的热稳定性,在航空发动机领域具有应用前景。     

CTLA陶瓷微波介电性能及烧结特性研究

采用固相反应法制备了0.65CaTiO3-0.35LaAlO3(CTLA)陶瓷,研究了CTLA陶瓷的物相组成、烧结特性及微波介电特性。结果表明,CTLA陶瓷只含有Ca0.65La0.35Al0.35Ti0.65O3主晶相,不存在第二相。烧结温度在1 380～1 450℃间,陶瓷的微波介电性能最佳,介电常数εr=44.5,频率温度系数τf≈0,品质因数与频率之积Q×f≈43 948GHz。当w(Nb2O5)=10%时能使陶瓷致密化烧结温度降到1 300℃,但微波性能变差,εr=38.3,τf=-2.8×10-6/℃,Q×f=13 260GHz。     

新型低介微波介质陶瓷的结构及性能

介绍了相对介电常数低于15的四种低介微波介质陶瓷材料系列(R2BaCuO5(R=Y,Sm,和Yb等)系、Al2O3系、AWO4(A=Ca,Sr和Ba)系和Zn2SiO4系等)的结构和微波介电性能,并指出其目前普遍存在的问题和发展趋势。     

助烧剂对复合PTC材料微观结构和电性能的影响

将金属Ni加入到(Ba,Sr)TiO3陶瓷基质中来制备低阻复合PTC材料.复合材料在石墨粉形成的弱还原气氛下烧成后,Ni主要以单质态存在.研究了添加Al2O3-SiO2-TiO2 (AST)与PbO-B2O3-ZnO-SiO2玻璃料对复合材料微观结构和电性能的影响.与AST一样,玻璃料可作为复合材料的烧结助剂,更突出的是玻璃料能实现金属Ni在陶瓷基质中的均匀分布.从烧结助剂引起的陶瓷基质和金属分布两方面的变化来讨论复合材料的电性能.采用玻璃料作为烧结助剂,复合材料获得了较低的室温电阻率和较高的升阻比.     

成型压力对CuFeO_2陶瓷材料结构和介电性能的影响

采用传统固相反应法在不同成型压力下(10~800 MPa)制备系列CuFeO_2陶瓷样品,利用X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和阻抗分析仪等技术手段对陶瓷样品的晶体结构、微观形貌和介电性能进行测试和表征。实验结果表明,实验成型压力范围内体系未发生结构相变,但成型压力对其微观形貌有较明显的影响。成型压力为100 MPa时,样品的晶粒得到充分生长,晶粒尺寸最大,且晶界清晰。电性能测试结果表明,适当的增加成型压力可提高体系的介频稳定性;成型压力为100 MPa时,样品具有较高的介电常数和较低的介电损耗,显示出良好的介电性能。对CuFeO_2陶瓷样品的微观结构与介电性能的关联规律进行了初步解释。     

B2O3对BMT微波陶瓷结构及介电性能的影响

研究了w(B2O3)=0.5%～3.0%(质量分数)对Ba(Mg1/3Ta2/3)O3(BMT)微波介质陶瓷结构和微波特性的影响。实验结果表明,B2O3掺杂可促进烧结,当w(B2O3)=1%时,BMT陶瓷致密化烧结温度降至1 200℃左右,其表观密度ρ=7.306g/cm3,相对密度达到95.7%,同时,陶瓷体系获得了良好的介电常数εr=22.08,品质因数Q.f=88 000GHz(10GHz),频率温度系数τf=3.3×10-6/℃。     

添加BCB对固相合成CBS材料的微观结构及介电性能的影响

采用传统固相合成法制备CaO-B_2O_3-SiO_2(CBS)系玻璃陶瓷材料。借助XRD、SEM和电性能测试手段,系统研究了添加BaCu(B_2O_5)(BCB)对CBS材料微观结构与介电性能的影响。结果表明,添加BCB未改变CBS主晶相,其液相润湿作用加速CaSiO_3的扩散,将CBS的烧结温度从960℃降低至875℃,同时其致密性得到提高,介电常数与介电损耗略微增加。纯CBS经960℃致密烧结时,相对介电常数ε_r为6.17,介电损耗tanδ为0.0012(14GHz),而添加4%~6%(质量分数)BCB的CBS材料,在烧结温度为875℃时,致密性优异,ε_r为6.36~6.39,tanδ为0.0014~0.0015(14 GHz)。     

(Zn,Mg)TiO_3微波介质陶瓷性能的改善

采用固相反应法制备了(Zn,Mg)TiO3(ZMT)微波介质陶瓷,研究分别添加CaTiO3和BaLiBSi对ZMT陶瓷介电性能的影响。结果表明:CaTiO3和BaLiBSi均能调节ZMT陶瓷的温度系数τε值;BaLiBSi能有效降低ZMT陶瓷的烧结温度,抑制Zn2TiO4相的产生,提高所制陶瓷的微波介电性能。当添加质量分数10%的CaTiO3时,950℃烧结的(Zn1.06Mg0.12)TiO3陶瓷的τε值接近零:–6×10–6/℃。加入质量分数1.2%的BaLiBSi时,900℃烧结的(Zn1.13Mg0.048)Ti1.29O3陶瓷具有最佳的微波介电性能:εr≈24.8,Q.f=10 898 GHz,τε=17×10–6/℃。     

MgO在含铅PTCR陶瓷中的作用

研究了ＭｇＯ加入到含铅ＰＴＣＲ陶瓷中的作用。用碱土金属Ｍｇ２＋对（Ｂａ，Ｐｂ）ＴｉＯ３掺杂，在１２４０～１３００℃空气中烧结，获得工艺性能良好，烧结温度较低，电性能优良的ＰＴＣＲ陶瓷材料。试验结果表明：ＭｇＯ的加入降低了含铅ＰＴＣＲ陶瓷的烧结温度，抑制了ＰｂＯ的挥发。     

添加V_2O_5对Mg_4Nb_2O_9微波介质陶瓷性能的影响

采用固相反应法制备了Mg4Nb2O9微波介质陶瓷,研究了添加V2O5对其烧结温度、微观结构和介电性能的影响。结果表明:当添加0.5%(质量分数)的V2O5时,Mg4Nb2O9陶瓷的烧结温度从1350℃降低到1150℃,烧结温度范围拓宽为1150～1300℃;在1150℃烧结5h后,其介电性能达到最佳:εr=11.86,Q·f=99828GHz(11.2GHz),τf=–57×10–6/℃(10～90℃,1MHz)。当w(V2O5)增大到1.5%时,Mg4Nb2O9陶瓷的介电性能变差。     

Co和Ca掺杂对(Mg0.7Zn0.3)TiO3系微波介质陶瓷性能的影响

采用固相反应法制备了(1-y)(Mgo.7Zn0.3)1-xCoxTiO3-yCaTiO3(MZCCT)(x=0～0.2,Y=0.03～0.09)微波介质陶瓷.研究了Co和Ca掺杂对所制陶瓷的相结构、烧结性能和介电性能的影响.Co掺杂后,MZCCT陶瓷的密度增大,Q·f值从90 000 GHz提高到152 000 GH...     

ZnO-B_2O_3玻璃对Mg_2TiO_4微波介质陶瓷结构和性能的影响

利用传统固相烧结法制备了ZnO-B2O3玻璃掺杂的Mg2TiO4微波介质陶瓷,研究了ZnO-B2O3玻璃掺杂对所制陶瓷相成分、微观形貌和微波介电性能的影响。结果表明:ZnO-B2O3玻璃掺杂能使Mg2TiO4陶瓷的致密化温度降低200℃左右。当Mg2TiO4中掺杂质量分数2%的ZnO-B2O3玻璃时,经1 300℃烧结所得陶瓷微波性能较好:εr=13.62、Q.f=101 275 GHz、τf=–51×10–6/℃。     

FCCL高频介电性能和介电热系数的测量

由于FCCL机械性能特点,FCCL大量用于刚挠结合电路。而应用在FCCL电路的传输频率较低,高频介电性能如介电常数Dk和介电损耗角正切Df未被重视起来。本文利用分离式介质谐振腔法测量FCCL的介电性能,测试频率范围为1.1 GHz~15.5 GHz,并测量其介电常数热系数TCEr。     

BaO-Y2O3-5TiO2系微波介质陶瓷预烧温度研究

采用传统电子陶瓷工艺制备了BaO-Y2O3-5TiO2系微波介质陶瓷。研究了预烧温度对其烧结性能、相组成、显微结构和微波介电性能的影响。结果表明:合适的预烧温度能优化陶瓷的烧结性能,提高其致密性和介电性能。以不同预烧温度制备的BaO-Y2O3-5TiO2系微波介质陶瓷,其主晶相都是烧绿石结构的Y2Ti2O7。最佳预烧温度为1100℃,在烧结温度为1240℃时,εr为54,tanδ为9×10–4,Q值为3450(4.27GHz)。     

BNST薄膜电容的制备及电性能研究

采用磁控溅射法在覆釉95-Al2O3陶瓷基片上制备了BaO-Nd2O3-Sm2O3-TiO2(BNST)微波介质薄膜为介质的金属-绝缘体-金属结构电容器。原子力显微镜(AFM)显示在800℃退火0.5 h后的BNST薄膜晶粒形状完整;XRD图谱显示薄膜化后BNST晶体面间距减小;电性能测试表明,1 MHz频率下BNST薄膜介电常数为77.2,介电损耗为0.25%,-55~125℃范围内介温系数为-51.8×10-6/℃,30 V偏压下漏电流密度为3.28×10-8A/cm2。     

BaWO4掺杂对BMT陶瓷介电性能的影响

采用传统电子陶瓷工艺合成了BaWO4掺杂的Ba(Mg1/3Ta2/3)O3( BMT)微波介质陶瓷,研究了质量分数w(BaWO4)从2％～8％变化对BMT微波介质陶瓷结构和微波特性的影响.实验结果表明:添加少量的BaWO4能明显改善BMT陶瓷的烧结性能,当w(BaWO4)=4％时,BMT陶瓷的烧结温度由纯相时的1650...