水热法合成陶瓷LaPO4的微波介电性能

通过水热法和固相反应法制备了LaPO₄粉体, 分别在1030~1340℃和1300~1460℃范围内对粉体进行了烧结, 得到了LaPO₄陶瓷, 研究对比了两种方法得到的陶瓷的烧结行为和微波介电性能。结果表明: 和固相法相比, 水热法得到的陶瓷由于粉体粒径小更易于烧结, 微波介电性能更优;在1260℃条件下烧结2 h得到的水热法陶瓷具有最好的微波介电性能: 介电常数为10.2, Q×f值为129704 GHz (f = 10.2 GHz), 谐振频率温度系数值为-58.6 ppm/℃;水热法陶瓷的Q×f值为固相法的2.47倍, 烧结温度比固相法低140℃。     

新型微波介质陶瓷HoVO4

采用固相法制备了新型微波介质陶瓷HoVO₄。研究了微波性能与微观形貌、致密度和拉曼半高宽之间的关系，并分析了拉曼光谱中化学键的振动模。HoVO₄在1 150℃烧结得到最优微波介电性能：ε_r=11.52,Q×f=27 271 GHz,τ_f=-22.39×10^-6/℃。选取正τ_f值的TiO ₂与负τ_f值的HoVO₄进行复合，得到谐振频率温度系数近零的微波陶瓷，当TiO₂掺杂量为6%、烧结温度为1 200℃时获得最佳微波介电性能为：ε_r=14.14,Q×f=18 978 GHz,τ_f=2.4324×10^-6/℃。     

4NiO-B2O3-V2O5低温烧结微波介质陶瓷的烧结特性、相结构和微波介电性能研究

以分析纯的B_2O_3、V_2O_5和NiO为原料,采用传统的固相反应法制备了4NiO-B_2O_3-V_2O_5微波介质陶瓷。利用SEM、XRD和微波网络分析仪分别对材料的烧结行为、微观结构、相变特性和微波介电性能进行了系统的研究。结果表明,4NiO-B_2O_3-V_2O_5陶瓷为复相结构。当烧结温度由575℃升高至675℃时,样品的体积密度、品质因素(Q×f)和谐振频率温度系数(τ_f)值呈现出先增大后减小的趋势,ε_r一直减小。当烧结温度为650℃时,陶瓷具有最佳的微波介电性能:Q×f=19 692 GHz,ε_r=4.9,τ_f=-20×10~(-6)/℃。低的烧结温度、优异的微波介电性能表明4NiO-B_2O_3-V_2O_5陶瓷可以作为滤波器、谐振器等微波器件的备选材料。     

Mg4(Ta1-xVx)2O9陶瓷的烧结特性和微波介电性能

用固相法制备了一系列Mg4(Ta1-xVx)2O9(MTV)陶瓷,研究了V5 取代Ta5 、MTV陶瓷的烧结特性和微波介电性能.用XRD和SEM研究其晶体结构和微观形貌.结果表明:在组分x≤0.3范围内形成了Mg4(Ta1-xVx)2O9连续固溶体.少量V5 取代Ta5 能够使MTV陶瓷的烧结温度从1450℃降至1150℃,但同时品质因数降低.x=0.1,1150℃烧结的Mg4(Ta1-0.1V0.1)2O9陶瓷具有较好的微波介电性能:ε约为11,Q·f值达41000GHz(8GHz).     

原料粉体的引入方式对Li_2O-Nb_2O_5-TiO_2复合微波介质陶瓷结构及性能的影响

通过XRD、SEM等分析手段,结合介电性能测试结果,探讨了两种不同的原料粉体引入方式H1及H2,对Li2O-Nb2O5-TiO2陶瓷体系中"M-相"与Li2TiO3固溶体(Li2TiO3ss)共存的复合陶瓷材料(H1及H2陶瓷)的烧结行为、微观结构以及微波介电性能的影响。采用H2方式制备的H2陶瓷,1100℃烧结2h,材料具有较优异的微波介电性能:介电常数εr=40.2,Q×f值高达9900GHz,频率温度系数τf=4.6×10-6/℃,是一种性能优异的微波介质陶瓷材料。     

B′缺位下B″位非化学计量比对BCZN陶瓷性能的影响

通过固相烧结方法,研究了B″位原子非化学计量比对Ba(Co0.56Y0.04Zn0.35)1/3Nb2/3+xO3-δ(x=-0.004～0.008)体系陶瓷晶体结构及微波介电性能的影响。XRD分析发现陶瓷主晶相为Ba(Zn0.33Nb0.67)O3、Ba3CoNb2O9(BCZN晶相),当x为0.008时具有Ba5Nb4O15第二相。随着x值的增加,在-0.004≤x≤0.004小幅度变化时陶瓷第二相较少,陶瓷介电常数εr逐渐减小,陶瓷的Q×f值从51631GHz逐渐上升到76469GHz;当x进一步增大至x=0.008时,Q×f值减小到61688GHz。当x=0.004时,BCZN体系陶瓷具有较高的微波介电性能,εr=34.8,Q×f=76469GHz,τf≈2.6×10-6/℃。     

烧结温度和CaTiO_3添加对不稳定层状Ca_(n+1)Ti_nO_(3n+1)(n=1)陶瓷体系结构与介电性能的影响

采用固相反应法制备了Ca_2TiO_4+xwt%CaTiO_3(x=0、0.8、1.6和3.2)陶瓷,并分析了其相组成与结构、显微结构、烧结温度和微波介电性能之间的影响关系。室温XRD晶体结构分析表明:未掺杂CaTiO_3的Ca_2TiO_4体系主晶相受烧结温度的影响明显,由1400℃烧结的正交结构CaTiO_3相转变为1420℃烧结的四方结构层状Ca_3Ti_2O_7相。当烧结温度由1420℃升高至1450℃时,不同含量CaTiO_3掺杂均能使Ca_2TiO_4体系中主晶相的含量和成分发生改变。其中,1.6wt%~3.2wt%的CaTiO_3掺杂可使Ca_2TiO_4体系获得稳定且含量较高的Ca_3Ti_2O_7相。微波介电性能测试结果显示,未掺杂的Ca_2TiO_4体系的ε_r、Q×f和τ_f值均在其主晶相发生改变时大幅降低,分别由1400℃烧结的85.84、10030 GHz和508.87×10~(-6)/℃降至1420℃烧结的59.04、2340 GHz和93.13×10~(-6)/℃,而不同含量的CaTiO_3掺杂则可在一定范围内稳定复相Ca_2TiO_4体系的Q×f值。     

Bi2O3掺杂对Mg4Nb2O9陶瓷的微结构及微波介电性能的影响

采用固相反应法制备了Mg4Nb2O9基微波介质陶瓷,研究了Bi2O3掺杂对Mg4Nb2O9陶瓷烧结行为、相结构、显微结构及微波介电性能的影响。实验结果表明:Mg4Nb2O9陶瓷烧结温度随Bi2O3掺杂量的增加而减小,添加2.0wt%Bi2O3,烧结温度从1350℃降低至1175℃;随Bi2O3添加量从0.0wt%增大到3.0wt%,最强峰(104)晶面间距d值由2.756nm增大至2.769nm;Mg4Nb2O9陶瓷的微波介电性能随Bi2O3掺杂量增加而变化;掺杂2.0wt%Bi2O3的Mg4Nb2O9陶瓷在1175℃保温2小时烧结,获得亚微米级陶瓷,且具有最佳的微波介电性能,εr为12.58,Q×f为71949.74GHz。     

Fe2O3掺杂MgTiO3-CaTiO3微波陶瓷的介电性能研究

采用固相法制备0.93MgTiO3-0.07CaTiO3-xFe_2O_3(摩尔分数x=0.01~0.025)微波介质陶瓷材料,研究添加Fe_2O_3后,体系的晶体结构、显微结构和微波介电性能之间的变化规律。利用XRD、SEM、网络分析仪对样品的相组成、微观结构、介电性能进行测试分析。研究表明:该复合陶瓷样品的致密度、介电常数和Q·f值随Fe_2O_3含量的增加先增大后减小。当x(Fe_2O_3)为0.015,在1290℃烧结4h时,获得最优的介电性能:εr=21.32,Q·f=37448GHz,τf=0.577×10-6/℃。     

B位(Mg_(1/3)Ta_(2/3))~(4+)置换对新型Sr基(Sr,Nd,Ca)TiO_3微波陶瓷结构及介电性能的影响

采用固相反应法合成了(Sr_(0.2)Nd_(0.208)Ca_(0.488))Ti_(1-x)(Mg_(1/3)Ta_(2/3))_xO_3(0.2≤x≤0.5,SNCTMTx)系微波介质陶瓷,分析了SNCTMTx(0.2≤x≤0.5)陶瓷的相组成、显微结构、烧结特性和微波介电性能之间的关系。XRD晶体结构分析表明:当x=0.2时,SNCTMTx陶瓷为单一正交钙钛矿结构,当x值增为0.3~0.5时,陶瓷体呈现正交钙钛矿相、SrO与未知相多相共存状态。随着(Mg_(1/3)Ta_(2/3))~(4+)含量的增加,体系中第二相的出现及含量的改变导致εr先增后减,而Q×f值出现先降后升的原因是B位离子1:2有序度的出现与范围的增加抑制了第二相进一步恶化品质因子;此外,τf逐渐向近零方向偏移与氧八面体的畸变程度密切相关。当x=0.5时,在1530℃烧结4 h得到的SNCTMTx陶瓷微波介电性能较优:ε_r=55.3,Q×f≈7400 GHz,τf≈23.6×10~(–6)/℃。     

溶胶-凝胶制备（Ca0．7Mg0．3）SiO3陶瓷及其微波介电性能

以硝酸钙、硝酸镁、正硅酸乙酯为先驱体,利用溶胶-凝胶法合成了(Ca0.7Mg0.3)SiO3陶瓷粉体,研究了不同物相和粒径粉体的烧结特性以及陶瓷的微波介电性能.结果表明:干凝胶的煅烧温度低于800°C时,所得粉体士要为尢定型态,煅烧温度超过900°C后,晶相大量形成;当以无定型粉体或900°C煅烧获得的细小粒径粉体为原料时,均难以获得致密结构的陶瓷;形成完整的粉体原料晶相以及粒径的增大,有利于陶瓷体的致密烧结和微波介电性能的提高.粒径分别为50～100nm以及90～300nm的陶瓷粉体,在1320°C烧结后均获得良好的微波介电性能,介电常数Er分别为6.62、6.71,品质因数Q Xf值分别为36962、41842GHz,谐振频率温度系数Tf分别为-48.32 × 106°C、49.63×106/°C.     

(1-x)(Mg0.7Zn0.3)TiO3-xCa0.61La0.26TiO3系陶瓷的微波介电性能研究（英文）

本实验研究了(1-x)(Mg0.7Zn0.3)TiO3-x(Ca0.61La0.26)TiO3(MZT-CLT)系陶瓷的微观结构和微波介电性能,通过(Ca0.61La0.26)TiO3来协调(Mg0.7Zn0.3)TiO3陶瓷的谐振频率温度系数.MZT-CLT陶瓷的主晶相为(Mg0.7Zn0.3)TiO3,第二相为Ca0.61La0.26TiO3和(Mg0.7Zn0.3)Ti2O5.烧结温度和陶瓷组成对微波介电性能影响显著,当烧结温度为1275℃时,可以获得良好的致密度,当烧结温度超过1300℃时,Zn的蒸发导致陶瓷致密度和介电性能下降.随着(Ca0.61La0.26)TiO3含量的增大,材料的介电常数增大,品质因数减小.当x=0.13,烧结温度为1275℃保温4h,(MZT-CLT)陶瓷具有优良微波介电性能,εr=26,Q.f=86000 GHz,τf=-6×10-6/℃.     

(1-x)(Mg0.9Co0.1)TiO3-x(Ca0.61La0.26)TiO3陶瓷的微波介电性能（英文）

研究了(1-x)(Mg0.9Co0.1)TiO3-x(Ca0.61La0.26)TiO3(MCT-CLT)体系陶瓷的微波介电性能.目的是通过(Ca0.61La0.26)TiO3(CLT)协调(Mg0.9Co0.1)TiO3(MCT)陶瓷的谐振频率温度系数.实验发现,烧结温度和陶瓷组成对微波介电性能影响显著,当烧结温度为1300℃时,可以获得良好的致密度,当烧结温度超过1300℃时,陶瓷致密度和介电性能下降.此外,随着CLT含量的增加,材料的介电常数增大,品质因数减小.当CLT含量为13%,烧结温度为1300℃,保温2h,(MCCLT)陶瓷具有优良微波介电性能,εr=22.4,Q×f=35000 GHz,τf=-8.7×10-6/℃,从而达到实用要求.     

(Ba1-xSrx)La4Ti4O15（x=0.8～0.95）陶瓷的微结构及微波介电性能研究

采用固相反应法制备了(Ba1-xSrx)La4Ti4O15(x=0.8~0.95)复合体系微波介质陶瓷,并对其进行物相组成、晶体结构分析以及微波介电性能的研究.研究结果表明,(Ba1-xSrx)La4Ti4O15陶瓷主晶相为SrLa4Ti4O15,并伴随有第二相SrLa8Ti9O15.SEM观察表明,Ba0.2Sr0.8La4Ti4O15陶瓷内部微观结构致密,晶粒尺寸在10~20μm之间,晶界清晰.随着x值逐渐增大,(Ba1-xSrx)La4Ti4O15陶瓷中晶粒形态发生变化,气孔增多.在x=0.8时,(Ba1-xSrx)La4Ti4O15陶瓷具有优良的微波介电性能,即εr=40.86,Q×f≈62806 GHz,τf=20×10 6/℃.随着Ba2+的含量逐渐增加,该陶瓷的介电常数εr单调上升,品质因子Q×f值增加,说明适量的Ba2+替代Sr2+能改善陶瓷的微波介电性能.     

预烧温度对BZN微波陶瓷介电性能的影响

以工业纯BaCO3、ZnO、Nb2O5为原料,按照一定配比配料混合,通过传统的固相反应法合成Ba(Zn1/3Nb2/3)O3(即BZN)陶瓷材料,预烧温度(分别为1000、1100和1200℃)对BZN陶瓷微波性能的影响过程中,对合成的BZN粉体进行差热/热重分析,对烧结后的BZN陶瓷进行XRD分析和SEM形貌观察,利用矢量网络分析仪测量BZN陶瓷的微波性能Q、εr和rf.实验结果表明,预烧温度对BZN微波陶瓷的介电性能影响比较大,预烧温度为1200℃时可以获得较好的介电性能εr=41.6,Q*f=38671GHz,τf=2.8×105/℃.     

添加剂对Y2Ti2O7陶瓷的微波介电性能的影响（英文）

研究了CrO3、Nb2O5、SiO2及Al2O3对Y2Ti2O7陶瓷的烧结性能、相组成和微波介电性能的影响.其中Nb2O5掺杂能够降低Y2Ti2O7陶瓷材料的烧结温度,提高基体陶瓷的介电常数和品质因子,引起谐振频率温度系数的明显变化.且随着Nb2O5含量的增多,所有样品的主晶相仍为立方烧绿石型Y2Ti2O7,Nb5+可能进入烧绿石结构中,部分取代Ti4+所在位置.实验结果表明:1mol%Nb2O5掺杂的陶瓷材料在1420℃下烧结致密,具有最佳的微波介电性能:εr=61.8,Q×f=9096GHz(f=5.494GHz),τf=54×10-6/℃.     

烧结方式对共沉淀法制备ZnNb_2O_6陶瓷介电性能的影响

采用化学共沉淀法制备Zn Nb2O6超细粉体,所得的粉体经煅烧压制后通过微波和常规烧结工艺制备Zn Nb2O6陶瓷,并研究两种烧结方法对Zn Nb2O6陶瓷相对密度、物相、表面形貌、介电性能等的影响。结果表明,共沉淀法制得的Zn Nb2O6粉体晶粒细小、均匀,近似棒形,尺寸约为150nm;与常规烧结工艺相比,采用微波烧结工艺可将Zn Nb2O6陶瓷烧结温度降低约150℃,烧结时间缩短1.5 h,进而有效抑制了烧结过程中锌元素的挥发;微波烧结后的Zn Nb2O6陶瓷晶粒粒径约为6μm,排列均匀,且气孔率低;微波烧结可有效改善Zn Nb2O6陶瓷的微波介电性能,与传统烧结方式对比,微波烧结可提高εr和Q×f为4.6%和15.6%左右,τf更趋于正值方向。同时对微波烧结陶瓷介电性能进行了较为系统的理论分析。     

CaTiO3 对(1-x)ZnAl2O4-xMg2TiO4(x=0.21)微波介质陶瓷结构和性能的影响

利用常规固相法制备了ZnAl2O4-Mg2TiO4-CaTiO3陶瓷,研究了CaTiO3对其相成分、微观组织结构和微波介电性能的影响规律. 结果表明,CaTiO3能有效地改善(1-x)ZnAl2O4-xMg2TiO4(x=0.21)材料的烧结性能,使其致密化温度降低150℃. ZnAl2O4-Mg2TiO4-CaTiO3陶瓷体系中包括ZnAl2O4基尖晶石相、CaTiO3、MgTi2O5和Zn2Ti3O8相,当烧结温度高于1400℃时,Zn2Ti3O8相消失. 随着CaTiO3含量的增加,体系中CaTiO3相含量增加而MgTi2O5相含量减少,且CaTiO3具有显著地调节谐振频率温度系数的作用. 当在(1-x)ZnAl2O4-xMg2TiO4(x=0.21)体系中掺入6mol%的CaTiO3添加剂时,经1400℃烧结后能获得温度稳定性好的微波介质陶瓷材料,其微波介电性能为:εr=11.8,Q*f=88080GHz,τf=-7.8×10-6/℃.     

BaO-B2O3-SiO2玻璃助剂对ZST陶瓷烧结和性能的影响

研究了BaO-B2O3-SiO2玻璃助剂对TiO2/Zn2SiO4(ZST)复合陶瓷的烧结特性和微波介电性能的影响.BaO-B2O3-SiO2玻璃助剂在烧结过程中能形成液相,有效地将ZST复合陶瓷的烧结温度从1340℃降低至970℃.随助剂用量的增加,Zn2SiO4陶瓷的介电常数(εr)略有提高,品质因数与频率的乘积(Q×f)下降,频率温度系数(τf)无明显变化.添加8%(质量分数,下同)BaO-B2O3-SiO2玻璃助剂和一定质量比的TiO2(m(TiO2):m(Zn2SiO4)=11:89)的ZST复合陶瓷在970℃保温4h,具有较好的微波介电性能:εr=8.70,Q×f=21280GHz,τf=-9×10-6/℃.     

掺ZBS玻璃低温烧结ZnNb2O6微波介质陶瓷的研究

研究了ZnO-B2 O3-SiO2(ZBS)玻璃料对ZnNb2O6微波介质陶瓷烧结特性和介电性能的影响.结果表明,ZBS玻璃料形成的液相加速了颗粒间的传质,促进了烧结,能使ZnNb2O6陶瓷的烧结温度有效地降低至950℃.随着ZBS含量的增加,样品中出现了第二相,且气孔被包裹在晶粒内部难以逃脱出来,导致样品的缺陷和损耗增加,从而降低介电性能.掺杂1%ZBS的ZnNb2O6陶瓷在950℃保温4h,能获得优异的综合介电性能:ε=23.56、Q·f=18482GHz、τf=-28.8×10￣6/℃.