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/℃。     

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。     

(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/℃。     

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/℃。     

(Mg_(0.7)Zn_(0.3))TiO_3-(Ca_(0.61)La_(0.26))TiO_3系微波介质陶瓷性能研究

采用传统固相反应法制备了(1-x)(Mg0.7Zn0.3)TiO3-x(Ca0.61La0.26)TiO3(MZCLT)微波介质陶瓷。分析了(Ca0.61La0.26)TiO3掺杂量对MZCLT陶瓷相结构、烧结性能和介电性能的影响。所制MZCLT陶瓷的主晶相为(Mg0.7Zn0.3)TiO3和(Ca0.61La0.26)TiO3,还存在微量的(Mg0.7Zn0.3)Ti2O5。当x=0.13,1275℃烧结4h时,0.87(Mg0.7Zn0.3)TiO3-0.13(Ca0.61La0.26)TiO3陶瓷介电性能较佳:εr=26.7,Q·f=86011GHz(8GHz),τf为-6×10-6/℃,优于(Mg0.7Zn0.3)TiO3陶瓷介电性能(εr=19.2,Q·f=253000GHz,τf为-39×10-6/℃)。     

Ca_(0.3)(Li_(0.5)Sm_(0.5))_(0.7)TiO_3微波介质陶瓷低温烧结研究

采用固相反应法,以Ca0.3(Li0.5Sm0.5)0.7TiO3(CLST—0.7)陶瓷为基料,掺杂质量分数为10%的CaO-B2O3-SiO2(CBS)氧化物和2%～6%的Li2O-B2O3-SiO2-CaO-Al2O3(LBSCA)玻璃料为复合烧结助剂,研究了LBSCA掺杂量对CLST—0.7陶瓷的低温烧结行为及微波介电性能的影响。结果表明,复合烧结助剂掺杂促使CLST—0.7陶瓷烧结温度降低了200～300℃,并保持良好的微波介电性能。掺杂质量分数10%CBS和4%LBSCA的CLST—0.7陶瓷经950℃烧结5h后,其εr=71.84,Q·f=1967GHz,τf=41.7×10–6/℃。     

Ca_(0.125)(Li_(1/2)Sm_(1/2))_(0.875)TiO_3微波介质陶瓷的低温烧结

研究了复合烧结助剂Na2O-CaO-B2O3(NCB)氧化物和Li2O-B2O3-SiO2-CaO-Al2O3(LBSCA)玻璃料的添加量对Ca0.125(Li1/2Sm1/2)0.875TiO3陶瓷相结构、烧结性能及介电性能的影响。当w(NCB)为10%,w(LBSCA)为1%~5%时,该陶瓷为斜方钙钛矿结构。随w(LBSCA)的增加,致密化温度和饱和体积密度降低,εr、Q·f值及τf呈下降趋势。当w(NCB)为10%,w(LBSCA)为2%时,陶瓷可在900℃烧结获得最佳性能:εr为63.00,Q·f为1260GHz,τf为–9.02×10–6℃–1。     

(Zn_(0.9)Mg_(0.1))TiO_3微波介质陶瓷低温烧结研究

采用传统固相法对使用Mg取代一部分Zn形成的六方钛铁矿型无限固溶体(Zn0.9Mg0.1)TiO3陶瓷进行了低温烧结研究。低熔点玻璃ZnO-B2O3-SiO2(ZBS)的加入提高了烧结致密度,使烧结温度降低到900℃以下,制得了不含Zn2TiO4的单一六方(Zn0.9Mg0.1)TiO3相陶瓷,其微波介电性能优异。加入质量分数为0.5%的ZBS玻璃时,在900℃成瓷良好,介电常数εr=20.53,品质因数与频率的乘积Q×f=61 630GHz(f=7.4GHz)。     

添加CuO对Ba_(3.99)Sm_(9.34)Ti_(18)O_(54)陶瓷烧结及微波介电性能的影响

采用传统固相工艺制备了Ba3.99Sm9.34Ti18O54(BSTO)微波介质陶瓷,研究了烧结助剂CuO对BSTO的结构及介电性能的影响。结果表明,添加CuO能较好促进BSTO晶粒致密化,降低烧结温度约140℃。当添加质量分数1.0%的CuO时,1220℃保温3h烧结的BSTO样品的介电性能较好:εr=86.87,Q·f=5138GHz(f=4.95GHz),τf=–10.84×10–6℃–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/℃。     

ZnNb_2O_6-TiO_2微波介质陶瓷及其在电容器中的应用

采用固相法在880～975℃下烧结制备了添加w(CuO)为2.00%,w(B2O3)为3.00%及w(SnO2)为0.15%的ZnNb2O6-1.75TiO2基复合微波介质陶瓷。研究了该陶瓷的低温烧结机理、微波介电性能及其在多层片式陶瓷电容器中的应用。结果显示:随着烧结温度的提高,物相由Zn2TiO4,Zn0.17Nb0.33Ti0.5O2,ZnNb2O6向ZnTiNb2O8转变,εr和τf减小,Q·f升高。但当t≥975℃时,出现过烧现象,晶体缺陷增多恶化了材料的Q·f。在950℃烧结4h时,得到最好的介电性能:εr=36.7,τf=–22.6×10–6/℃,Q·f=18172.2GHz。且在此温度下制备的多层片式陶瓷电容与内电极Ag90Pd10的兼容性良好,Res为0.3426Ω,tanδ为9×10–5,可靠性良好。     

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。     

sol-gel法制备Ba_(3.99)Sm_(9.34)Ti_(18)O_(54)微波介质陶瓷

以柠檬酸为络合剂,通过sol-gel法制备了Ba3.99Sm9.34Ti18O54陶瓷前驱体;经1100℃预烧2h压片成型后,再在1300℃保温3h,即得到了烧结致密的陶瓷样品。与传统固相法相比,其烧结温度降低了50℃,且陶瓷晶粒细小,晶粒分布均匀,具有更加优良的微波介电性能:εr=79.56,Q·f=9636GHz(4.71GHz),τf=–1.23×10–6/℃。     

(Mg_(1–x)Zn_x)TiO_3系陶瓷微波介电性能的研究

以MgCO3、ZnO和TiO2为原料,用固相反应法制备了(Mg1–xZnx)TiO3(MZT)系陶瓷。研究了ZnO含量对其微观结构和微波介电性能的影响。结果表明:添加适量ZnO,可有效降低烧结温度,拓宽烧结温度范围。当x(ZnO)为30%,烧结温度为1250℃时,MZT陶瓷具有优良微波介电性能,εr为16～18,Q·f为90000GHz,τc为–5.1×10–7℃–1。     

BCL助烧剂对CSLST微波介质陶瓷性能的影响

采用B2O3-CuO-Li2CO3(BCL)作为助烧剂对(Ca0.9375Sr0.0625)0.3(Li0.5Sm0.5)0.7TiO3(CSLST)微波介质陶瓷进行降温烧结。系统讨论了BCL的添加量对CSLST微波介质陶瓷的烧结行为、晶体结构及微波介电性能的影响。结果表明:BCL的加入将CSLST陶瓷的烧结温度从1 250℃降至925℃。当BCL添加量小于质量分数5.5%时,样品中只含单一的钙钛矿结构晶体,而当BCL添加量大于质量分数7.5%时,则会产生第二相。添加BCL的质量分数为5.5%,烧结温度为925℃保温5 h,所制CSLST陶瓷具有良好的微波介电性能:εr=86.69,Q.f=2 267 GHz,τf=29.3×10–6/℃。     

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/℃。     

氧化钛添加对ZnNb_2O_6陶瓷谐振频率温度系数的影响

采用传统的固相反应法合成了ZnNb2O6-xTiO2(x=0,0.5,1.0,1.5)复合陶瓷粉体。系统研究了TiO2添加对ZnNb2O6陶瓷的烧结特性、物相组成、微观形貌和微波介电性能的影响规律。结果表明:ZnNb2O6-xTiO2复合陶瓷可在1 150℃烧结3 h达到致密。随着TiO2添加量的增大,ZnNb2O6-xTiO2复合陶瓷的物相组成发生改变,有新物相ZnTiNb2O8生成;复合陶瓷的相对介电常数呈现逐渐增大的趋势;其品质因数有较小幅度的减小,谐振频率温度系数逐渐趋近于零。在1 150℃烧结3 h制备的ZnNb2O6-1.5TiO2复合陶瓷具有最好的微波介电性能:εr=46.2,Q×f=48 000 GHz,τf=–8?10–6/℃。     

B-Zn复合掺杂的LNT微波介质陶瓷的低温烧结

研究了烧结助剂B2O3、ZnO对Li0.925Nb0.375Ti0.8O3(LNT)陶瓷烧结特性及介电性能的影响。结果表明:B2O3-ZnO复合掺杂能有效降低烧结温度至900℃。ZnO的添加调节了LNT陶瓷正的频率温度系数,质量分数为1%的B2O3和4%的ZnO是最佳添加量,可得到εr为59.5,Q·f为7840GHz,τf为0×10–6℃–1的微波介质陶瓷材料。     

MgO-TiO_2-CaO-SiO_2低介微波介质陶瓷材料研究

采用固相反应法,在0.92MgTiO3-0.08CaTiO3配比的基础上,制备了不同Mg2SiO4添加量的MgO-TiO2-CaO-SiO2复合陶瓷体系,研究了Mg2SiO4添加量对其物相结构、微观形貌及微波介电性能的影响。结果表明,体系中不存在杂相,其致密化烧结温度随Mg2SiO4添加量的增加而提高,添加适量Mg2SiO4能够降低体系的εr和谐振频率温度系数τf。当添加质量分数为35%的Mg2SiO4,体系在1360℃烧结2h可获得优异的微波介电性能:εr=15.5,Q·f=42640GHz(6GHz),τf=–13×10–6/℃。     

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。