添加Li2O-MgO-B2O3玻璃的Li2MgTi3O8陶瓷的微波介电性能及其与Ag共烧相容性

研究添加Li2O-MgO-B2O3玻璃对Li2MgTi3O8陶瓷的烧结特性、相纯度、微观组织和微波介电性能的影响。结果表明：添加少量的玻璃能有效地将陶瓷的烧结温度从1025℃降低到875℃,且没有恶化陶瓷的微波介电性能。添加1.5%玻璃的陶瓷在875℃烧结4 h后具有优良的微波介电性能能,其介电常数εr=25.9,品质因数Q×f=45403 GHz,谐振频率温度系数τf≈0。陶瓷和Ag电极共烧几乎不发生化学反应,表现为良好的化学相容性。所制备的陶瓷可望用于低温烧结的多层微波器件。     

低温烧结ZnO-TiO2陶瓷的结构与微波介电性能

研究了CuO-V2O5-Bi2O3(CVB)低熔化合物对ZnO-TiO2二元体系相关系和介电性能的影响规律.发现少量CVB添加剂可有效降低ZnO-TiO2陶瓷的烧结温度;烧结温度对相稳定性和介电性能影响显著,当CVB的添加量为2%(质量分数)时,可使烧结温度降至850℃,并具有优异的微波介电性能,其ε=30.5,Q×f32 000GHz,τf=10×10-6/℃;增加CVB的加入量对介电常数影响不大,但使Q×f值显著降低,而进一步提高烧结温度则会使介电常数和谐振频率温度系数显著提高,而品质因数下降.     

掺杂FeVO4低温烧结ZnO-Nb2O5-TiO2微波介质陶瓷

研究了FeVO4对ZnO-Nb2O5-TiO2微波介质陶瓷的烧结特性、介电性能、相组成和微观结构的影响.研究表明添加3 ω/%～10ω/%FeVO4可使烧结温度从1200℃降低到960℃,XRD与EDS分析表明FeVO4固溶入主晶相ZnTiNb2O8,导致晶格畸变,缺陷增加,促进传质,在液相和固溶体协同作用下降低烧结温度;随FeVO4添加量的增加,Zn0.15Nb0.3Ti0.55O2相和TiO2相含量增大,介电常数εr基本不变,Q·f值由于晶体缺陷增多和晶粒尺寸不均而下降;FeVO4添加量为4 ω/%的ZnO-Nb2O5-TiO2陶瓷可在940 ℃,2 h条件下致密烧结,微波介电性能为εr=40,Q·f=10 200 GHz(3GHz),τf=-9×10-6/℃,可用于制备各种多层微波频率器件.     

V2O5溶胶掺杂Li1.05Nb0.55Ti0.55O3微波介质陶瓷的烧结特性及介电性能

研究了V2O5溶胶含量对Li1.05Nb0.55Ti0.55O3陶瓷烧结特性及介电性能的影响.实验结果发现,V2O5溶胶与基质形成低熔点LiVO3界面相,促使Li1.05Nb0.55Ti0.55O3烧结温度从1 100℃降至900℃;XDR表明,LiVO3相在烧结后期固溶入M相晶格中.随V2O5添加量增加,致密化温度降低,介电常数εr减少,品质因子Qf降低,频率温度系数τf变化较小掺加2%V2O5(质量分数,下同)溶胶的Li1.05Nb0.55Ti0.55O3陶瓷在900℃烧结2 h,其微波介电性能εt=60.2,Qf=3 868 GHz,τf=35.7×10-6/℃.     

Sol-Gel法引入添加剂制备低温烧结 ZnTiO3微波介质陶瓷

研究了溶胶-凝胶法引入ZnO-B2O3-SiO2的ZnTiO3低温烧结陶瓷材料合成、结构、烧结及介电性能.结果发现ZnO-B2O3-SiO2溶胶均匀包覆在ZnTiO3颗粒表面,形成球形包覆颗粒.用溶胶-凝胶法引入ZnO-B2O3-SiO2制备的样品容易致密烧结,晶粒大小均匀,气孔率比固相法引入ZnO-B2O3-SiO2玻璃制备的样品小.以溶胶-凝胶方式引入ZnO-B2O3-SiO2制备的ZnTiO3陶瓷εr偏差±0.3,Q×f偏差±1000 GHz,离散性小于以固相法引入ZnO-B2O3-SiO2玻璃制备的ZnTiO3陶瓷的性能(εr偏差±0.8,Q×f偏差±2 100GHz),可用于制造对εr偏差更小的小型多层微波频率器件.     

Bi3+离子取代对Ba6-3xLn8+2xTi18O54陶瓷结构与微波介电性能的影响

研究了Bi3+取代Ln3+对Ba6-3xLn8+2XTi18O54(LnSm,Nd)固溶体陶瓷的结构与微波介电性能的影响规律.对于Ba4[(Sm1-yNdy)1-zBiz]9 33Ti18O54,Bi3+取代对晶粒生长有促进作用,且使介电常数提高,但使Q·f值降低.xRD分析表明,对于y=0.2,当Bi3+的取代量z≤0.06时,材料保持类钙钛矿钨青铜单相结构,而当取代量较多时,类钙钛矿结构失稳,转变为(BiSm)2TiO7第二相,而对于y=0.7,则在Bi取代量达0.20时仍能保持单相钨青铜结构.且当z=0.10时,可获得优化的介电性能为ε=90.2,Q·f=9090GHz,τf=8.7×10-6/℃.     

低温烧结制备BaO-Nb2O5系微波介质陶瓷及性能研究

通过控制原料配比及添加不同成分的添加剂,在较低温度下采用固相烧结法合成了BaO-Nb2O5系微波介质陶瓷。通过改变原料配比及添加B2O3、CuO等添加剂,该类陶瓷的烧结温度可降至850℃左右。改变粉料的预烧温度也使得微波介质陶瓷的最终性能有一定的改变。结果表明,BaO:Nb2O5(摩尔比)为2.42:1的粉体经过1000℃预烧后,添加一定量的添加剂可在875℃下烧成,并具有如下微波介电性能:εr为41.23,Q×f为21500GHz,τf为6.2×10-6℃-1;实验证明该类陶瓷满足低温共烧陶瓷(LTCC)的工艺要求并可以与银电极共烧。     

原料和掺杂对钛酸锌陶瓷烧结及介电性能的影响

采用化学法结合传统的氧化物固相烧结法合成钛酸锌(ZnTiO3)粉体,掺杂V2O5作为烧结助剂降低陶瓷的烧结温度,研究了原料活性对钛酸锌陶瓷低温烧结的影响,以及V2O5对钛酸锌陶瓷低温烧结行为和微结构的影响.结果表明钛酸锌陶瓷低温烧结对所选取的原料极为敏感,TiO2对陶瓷烧结影响很大;V2O5有效的将钛酸锌陶瓷的烧结温度从1100℃降到875℃,900℃烧结样品的相对密度达96.1%;同时,V2O5的加入降低了六方相ZnTiO3的分解温度,并导致晶粒异常长大;异相的产生严重影响了陶瓷的介电性能,在微波频段下,900℃烧结掺杂0.75%V2O5(质量分数,下同)钛酸锌陶瓷的Q×f=8873GHz,εr=21.3.     

掺杂CuO-TiO2凝胶的Al2O3微波介质陶瓷低温烧结

研究了掺Cu/Ti凝胶的氧化铝胶凝体特性、烧结行为以及微波介电性能.研究发现随着Cu/Ti比的增加,系统成胶凝体条件苛刻,易出现沉淀现象;在(C4H9O)4Ti,(CH3COO)2Cu的乙醇混合溶液中添加Al2O3粉料,Cu/Ti在氧化铝表面形成均质的胶状体;氧化铝的胶状体在750℃热处理后,CuO和TiO2结晶完全,形成Al2O3-CuO-TiO2混合体系,温度升高到1 050℃左右,生成CuO-TiO2低熔点化合物,促使氧化铝烧结温度降至1 360℃以下,剩余的TiO2弥散在氧化铝的晶粒间;以Cu/Ti=0.510的氧化铝胶凝体的综合性能最佳,在1 360℃烧结4 h,其微波介电性能为εr≈10.92,Q×f=30 540 GHz,τf=-5.6×10-6/℃.     

B_2O_3添加对(Zn_(0.5)Mg_(0.5))Nb_2O_6陶瓷微波介电性能的影响

研究了B_2O_3助烧剂对(Zn_0.5Mg_0.5)Nb_2O_6陶瓷的烧结温度、微观结构、相结构及微波介电性能的影响.结果表明,助烧剂B_2O_3的添加有助于降低(Zn_0.5Mg_0.5)Nb_2O_6陶瓷的烧结温度,可以将(Zn_0.5Mg_0.5)Nb_2O_6陶瓷的烧结温度降低到950 ℃.其中掺杂2%B_2O_3(质量分数,下同)的(Zn_0.5Mg_0.5)Nb_2O_6陶瓷,在950 ℃烧结可获得结构致密的烧结体,并且具有较佳的介电性能:ε_r = 20.7,Q×f= 60156 GHz.     

钛钽镁酸钡的合成及其微波介电性

以Ba(Mg1/3Ta2/3)O3为基,通过不同量的Ti取代实验,探讨Ti取代对Ba(Mgx/12Ta2x/12Ti12-x/12)O3瓷(1/3＜x＜4=(简称BMTT)介电性能和结构的影响.结果表明Ti4+与Mg2+,Ta5+离子对构成类质同相代换,形成Ba(Mgx/12Ta2x/12Ti12-3x/12)O3(1/3≤x≤4)系列新固溶体,与Ba(Mg1/3T2/3)O3具有相同的晶体结构.当体系组成蜝a(Mg1/6Ta1/3Ti1/2)O3时,在1480℃下烧结保温3h所制备的材料微波介电性能为εr=89,Q×f=12 700GHz(6GHz下),τf=1.9×10-4/℃.     

添加玻璃料对BaSm_2Ti_4O_(12)微波介质陶瓷烧结行为和介电性能的影响

利用固相法制备BaSm_2Ti_4O_(12)(BST)微波介质陶瓷.研究了复合添加Li_2CO_3-B_2O_3-SiO_2-CaO-Al_2O_3(LBSCA)和BaO-B_2O_3-SiO_2(BBS) 玻璃料对BaSm_2Ti_4O_(12)微波介质陶瓷的烧结性能、介电性能、相组成和微观结构的影响.研究表明:复合掺杂10% LBSCA和2%～5% BBS可使烧结温度降至900 ℃.XRD分析表明复合掺杂两种玻璃料的BST陶瓷主晶相为BaSm_2Ti_4O_(12)相,玻璃料以玻璃相的形式存在陶瓷晶粒间.复合掺杂10% LBSCA+3%BBS玻璃料的BST陶瓷可在900 ℃、保温2 h条件下烧结致密,微波介电性能为:ε_r =55.63,Q_f = 4266 GHz,τ_f= -13.5×10~(-6)℃~(-1),这种陶瓷材料有望与纯Ag电极共烧,制作各种多层微波频率元器件.     

MgO-Al2O3-SiO2微晶玻璃介电特性

以2MgO-2Al2O3-5SiO2微晶玻璃为基础成分,引入TiO2和ZnO,探讨了TiO2,ZnO及不同的热处理条件对微晶玻璃相组成、介电性能的影响.结果表明Ti4+以单体TiO2形式存在,并未取代Si4+位置,形成固溶体,随TiO2含量的增加,致密化温度升高,谐振频率温度系数τf从负变正,介电常数εr增大,Qf值减小;ZnO在堇青石微晶玻璃中,Zn2+取代Mg2+位置,形成Mg1 91Zn0 09(Al4Si5 04O18)固溶体,降低体系的自由能,促进烧结;随烧结温度升高及保温时间的延长,相组成由MgAl2Si3O10,MgAl2Si4O12转化Mg1 91Zn0.09(Al4Si5 04O18)固溶体,εr减小,Qf增大.TiO2添加量为5ω/%的MgO-Al2O3-SiO2-ZnO-H3BO3玻璃,在900℃烧结2 h,可获得较佳的介电性能εr=5.53,Qf=14 000 GHz,τf=-7×10-6/℃,是一种理想的多层片式微波器件及模块用材料.     

Bi掺杂对Ba_(6-3x)La_(8+2x)(Ti_(0.95)Zr_(0.05))_(18)O_(54)(x=2/3)陶瓷的烧结性能和介电性能的影响

采用传统固相反应法制备Ba6-3x(La1-mBim)8+2x(Ti0.95Zr0.05)18O54(x=2/3)微波介质陶瓷,研究Bi掺杂对Ba6-3xLa8+2x(Ti0.95Zr0.05)18O54(x=2/3)陶瓷的烧结性能、微观结构以及介电性能的影响。结果表明:当0m0.4时,Bi3+取代A1位的La3+生成单相类钨青铜型固溶体;当Bi3+的掺杂量超过这个范围时,La0.176Bi0.824O1.5作为第二相出现在固溶体中;Bi3+的掺入使Ba6-3xLa8+2x(Ti0.95Zr0.05)18O54(x=2/3)陶瓷的烧结温度从1400℃降低到1300℃,同时,其介电常数大幅度提高,谐振频率温度系数减小,但品质因数急剧减小;当m=0.05时,1350℃下保温2h烧结获得的陶瓷具有微波介电性能,εr=88.63,Q·f=4395GHz,τf=6.25×10-6/℃。     

Ca1-3xLn2xTiO3（x=0．13，0．2；Ln=La，Nd，Sm）高介微波介质陶瓷

探讨了烧结温度、组成和稀土元素对Ca1-3xLn2xTiO3（x=0．13，0．2；Ln=La，Nd，Sm）陶瓷的晶体结构、微波介电性能的影响。X射线衍射（XRD）分析表明，除Ca1-3xLn2xTiO3（x=0．2；Ln=Sm）陶瓷中含有少量的第二相（Sm2Ti2O7）外，其余Ca1-3xLn2xTiO3（x=0．13，0．2；Ln=La，Nd，Sm）陶瓷均形成了单一正交钙钛矿相。x=0．13的样品微波介电性能明显优于相应的x=0．2的样品。部分Ca1-3xLn2xTiO3（x=0．13，0．2；Ln=La，Nd，Sm）陶瓷微波介电性能如下：ε=119．6、Qf=10674GHz、τf=304．4×10^-6/℃（x=0．13、Ln=La）；ε=108．9、Qf=14919GHz、τf=236．2×10^-6／℃（x=0．13、Ln=Nd）；ε=101．3、Qf=14485GHz、τf=186．6×10^-6／℃（x=0．13、Ln=Sm）。     

原料和掺杂对钛酸锌陶瓷烧结及介电性能的影响

采用化学法结合传统的氧化物固相烧结法合成钛酸锌(ZnTiO3)粉体,掺杂V2O5作为烧结助剂降低陶瓷的烧结温度,研究了原料活性对钛酸锌陶瓷低温烧结的影响,以及V2O5对钛酸锌陶瓷低温烧结行为和微结构的影响.结果表明:钛酸锌陶瓷低温烧结对所选取的原料极为敏感,TiO2对陶瓷烧结影响很大;V2O5有效的将钛酸锌陶瓷的烧结温度从1100℃降到875℃,900℃烧结样品的相对密度达96.1%;同时,V2O5的加入降低了六方相ZnTiO3的分解温度,并导致晶粒异常长大;异相的产生严重影响了陶瓷的介电性能,在微波频段下,900℃烧结掺杂0.75%V2O5(质量分数,下同)钛酸锌陶瓷的Q×f=8873GHz,εr=21.3.     

添加CeO2对BZN和BMZN微波陶瓷介电性能的影响

添加CeO2对BZN和BMZN微波陶瓷介电性能的影响表明，引入CeO2对BZN和BMZN陶瓷密度和微观形貌没有明显的影响，也不易造成第二相的形成；添加适量的CeO2能调节BZN和BMZN陶瓷的谐振频率温度系数在-10^-5／℃～＋10^-5／℃之间；CeO2对BZN陶瓷Qf值的影响不大，但会使BMZN陶瓷的Qf值明显降低；考虑电容率、Qf值和谐振频率温度系数三方面因素，获得较好性能的BZN和BMZN陶瓷性能如下：BZN＋0．75％CeO2，εr=39．45，Qf=51201GHz，τf=8．20×10^-6／℃：BMZN＋0．50％CeO2，εr=40．48，Qf=51381GHz，τf=12．7×10^-6／℃。     

Al2O3对CaO-B2O3-SiO2系玻璃陶瓷材料介电性能和微观结构的影响

Al2O3具有优异的电性能和物理性能,将Al2O3作为CaO-B2O3-SiO2系微晶玻璃陶瓷材料的烧结助剂,能够起到良好的助烧作用.用X-Ray,SEM,TG-DTA和介电频谱测试等方法系统研究了Al2O3含量对CaO-B2O3-SiO2系微晶玻璃陶瓷材料烧结性能、介电性能和微观结构等的影响.结果表明,有适量的Al2O3添加的该体系陶瓷材料能够在低温(＜900℃)烧结.烧结体在高频下具有低介电常数和低介电损耗(ε＜5,tg＜0.0013;1MHz～1.8GHz).Al2O3含量的增加使得CaO-B2O3-SiO2系玻璃陶瓷材料的烧结温度发生变化,而对烧结体的介电性能影响不大.     

Al2O3对低温共烧介电材料性能和微观结构的影响

以氧化物组分为主,经过750℃煅烧,成功制备了Ba-Ti-B-Si-O玻璃陶瓷,烧结温度为900℃左右的低温共烧陶瓷组合材料,其性能为1MHz时相对介电常数εr在10左右,介质损耗系数tanδ在2.0×10-3左右,基本满足作为低温共烧陶瓷材料的性能指标.与高温熔融法比较,直接煅烧法获得的LTCC烧结体中存在较多气孔,影响了烧结体的介电稳定性和烧结特性,为了使该LTCC粉体更具有实用价值,研究发现,2%～5%(质量分数)Al2O3的搀杂可以明显改善烧结体的微观结构,气孔基本消除,材料的体电阻率增大,使其介电性能稳定;但随着氧化铝含量超过10%(质量分数),烧结体致密度下降,介电性能变差.     

低温烧结Zn(Nb0.9V0.1)2O6微波介质陶瓷的结构与性能

对低温烧结Zn(Nb0.9V0.1)2O6微波介质陶瓷进行了研究,讨论了V离子取代Nb离子进入铌酸锌晶格后对材料结构与微波性能的影响以及V5+取代后材料结构与性能之间的关系.实验结果表明少量V5+取代Nb5+后材料的烧结温度可从未取代时的1150℃显著降至取代后的950℃;V离子进入铌酸锌晶格,材料晶体结构仍为铌铁矿结构;低温烧结后ZnNb0.9(V0.1)2O6微波介质材料具有圆柱状微结构和部分玻璃相物质;Zn(Nb0.9V0.1)2O6微波介质材料950℃烧结后具有最佳微波介电性能(介电常数为25,Q×f值为29 500GHz,谐振频率温度系数为-44×10-6/℃).