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.     

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／℃。     

氮化硅多孔陶瓷的制备及微波介电性能研究

通过添加成孔剂,采用反应烧结工艺制备出具有不同气孔率的氮化硅多孔陶瓷.采用阿基米德法、三点弯曲法测试了材料的密度、气孔率及抗弯强度.用XRD及扫描电镜对相组成和显微结构进行了研究,用谐振腔法测试了该氮化硅陶瓷在9360 MHz频率的微波介电特性.结果表明,随着试样中气孔率的增加,试样的介电常数下降;在Si粉中添加α-Si3N4粉后,虽能提高氮化率,改善组织结构,但外加Si3N4和基体生产的Si3N4存在活性差异,两者结合不紧密,使强度降低;加入α-Si3N4粉使晶相组成中Si2ON2的含量降低,能够改善试样的介电性能.     

氮化硅多孔陶瓷的制备及微波介电性能研究

通过添加成孔剂,采用反应烧结工艺制备出具有不同气孔率的氮化硅多孔陶瓷.采用阿基米德法、三点弯曲法测试了材料的密度、气孔率及抗弯强度.用XRD及扫描电镜对相组成和显微结构进行了研究,用谐振腔法测试了该氮化硅陶瓷在9360 MHz频率的微波介电特性.结果表明,随着试样中气孔率的增加,试样的介电常数下降;在Si粉中添加α-Si3N4粉后,虽能提高氮化率,改善组织结构,但外加Si3N4和基体生产的Si3N4存在活性差异,两者结合不紧密,使强度降低;加入α-Si3N4粉使晶相组成中Si2ON2的含量降低,能够改善试样的介电性能.     

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）。     

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.     

纳米ZnO的制备及其微波介电性能

用均匀沉淀法合成纳米ZnO粉体。经XRD和SEM分析表明产物为纤锌矿结构，呈球状或类球状。对所得粉体进行高温热处理。分析结果表明：热处理温度达600℃时，ZnO粉体颗粒小且分布均匀，平均粒径26nm。对所得产物在8．2～12．4GHz范围进行电磁参数的测量，表明：纳米ZnO粉体磁损耗很小，属于介电损耗材料，600℃热处理后，粉体与石蜡组成的复合体不仅具有良好的频响特性，且介电常数实、虚部和损耗值都较大。     

富钛BaO-TiO2(Ti/Ba=4～4.5)系微波介质陶瓷

采用固相反应法制备了富钛BaTi4+xO9+2x(x=0.0-0.50)微波介质陶瓷,探讨了TiO2含量以及烧结温度对物相组成和介电性能的影响.在1300～1350 ℃烧结BaTi4+xO9+2x陶瓷即可达到约98%的相对密度.当x≤0.28时,BaTi4+xO9+2x陶瓷为BaTi4O9单相.随TiO2含量的增加,BaTi4+xO9+2x陶瓷从BaTi4O9单相逐渐转变成以BaTi4O9为主相,同时出现TiO2和Ba2Ti9O20相,并且随烧结温度提高,TiO2含量较多的试样中出现更多的Ba2Ti9O20相.随TiO2含量的增加介电常数逐渐增大,而Qf值呈下降趋势.Qf值从x=0.0时的约40 000 GHz逐渐降低至x=0.50时的15 000 GHz.     

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/℃.     

富钛BaO-TiO2（Ti／Ba=4-4．5）系微波介质陶瓷

采用固相反应法制备了富钛BaTi4＋xO9＋2x（x=0．0-0．50）微波介质陶瓷，探讨了TiO2含量以及烧结温度对物相组成和介电性能的影响。在1300～1350℃烧结BaTi4＋xO9＋2x陶瓷即可达到约98％的相对密度。当x≤0．28时，BaTi4＋xO9＋2x陶瓷为BaTi4O9单相。随TiO2含量的增加，BaTi4＋xO9＋2x陶瓷从BaTi4O9单相逐渐转变成以BaTi4O9为主相，同时出现TiO2和Ba2Ti9O20相，并且随烧结温度提高，TiO2含量较多的试样中出现更多的Ba2Ti9O20相。随TiO2含量的增加介电常数逐渐增大，而Qf值呈下降趋势。Qf值从x=0．0时的约40000GHz逐渐降低至x=0．50时的15000GHz。     

不同结构磁性四氧化三铁纳米材料的介电特性和微波吸收性能

目的研究不同的纳米结构对Fe3O4纳米材料微波吸收性能的影响。方法采用水热法和高温碳热还原法,获得了纳米纺锤体、纳米管和开口空心球结构的三种磁性Fe3O4纳米材料,采用XRD、SEM和矢量网络分析仪研究了其物相、形貌和电磁特性。结果在这三种结构纳米Fe3O4材料中,空心球结构具有最小的介电常数和最高的波阻抗匹配系数,其磁损耗表现出双共振特性,且在7.5~14.3 GHz范围内,Fe3O4开口空心球的衰减系数明显高于另外两种结构的Fe3O4纳米材料,有利于拓宽材料的微波吸收带宽。在1.8~3.0 mm厚度范围内,Fe3O4开口空心球的反射损耗带宽均大于其他两种结构,在2.2 mm厚度下达到了5.0 GHz的有效吸收带宽(90%吸收),覆盖的频率范围为7.3~12.3 GHz。结论Fe3O4开口空心球由于特殊的结构而产生的双磁共振特性,增强了材料的微波衰减能力和阻抗匹配特性,其微波吸收能力明显优于纳米纺锤体和纳米管。经过超结构设计,可以实现宽带微波吸收。     

烧结方法对(Zr_(0.8)Sn_(0.2))TiO_4介质陶瓷性能的影响

分别采用电热和微波烧结法制备了(Zr_0.8Sn_0.2)TiO_4(ZST)微波介质陶瓷,研究了不同方法中烧结工艺制度对介质陶瓷材料密度、微观结构、相组成和微波介电性能的影响.结果表明:与电热烧结相比,在所得材料密度近似的情况下,微波烧结能降低烧结温度约70 ℃、缩短烧结时间2.5 h,所获材料密度分布的标准差大大减小;微波烧结所得材料的晶粒尺寸均匀、结构致密;材料的介电常数和品质因数随着微波烧结温度的提高而增大,对应数值分别比传统烧结方式提高17.5%和14.3%左右.并对微波烧结介质陶瓷的致密化机理以及性能进行了较为系统的理论分析.     

低介微波介质陶瓷基板材料研究进展

低介电常数能减小基板与电极之间的交互耦合损耗并提高电信号的传输速率,高品质因数有利于提高器件工作频率的可选择性和简化散热结构设计,近零的谐振频率温度系数有助于提高器件的频率温度稳定特性。特别在工作频率逐渐提高的情况下,介电损耗不断增大,器件发热量迅速增加,材料的热导率成为一个需要重点考虑的因素。由于陶瓷材料的热导率是有机材料的20倍左右,因此,低介电常数微波介质陶瓷成为制备高性能基板的理想材料。此外,基板材料还需具备高强度和优越的表面／界面特性等综合性能。鉴于此,首先评述了介电常数小于15的低介微波介质陶瓷材料体系的研究进展情况,在此基础上,介绍了降低基板材料介电常数的方法和表面致密化措施,最后指出了在高性能低介微波介质陶瓷基板材料研制过程中面临的问题及今后的发展方向。     

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/℃。     

氧化钇含量对氧化锆陶瓷微波介电性能的影响

研究了Y2O3含量对钇稳定氧化锆(YSZ)陶瓷微波介电性能的影响.通过热压烧结方法制备了YSZ陶瓷,对材料进行了X射线衍射分析和复介电常数测量.结果表明,当Y2O3含量从2%(摩尔分数)增加到12%时,复介电常数实部在19.49到23.39之间变化.当Y2O3含量为6%时,微波损耗达到最大值0.0789.对YSZ陶瓷的微波损耗机理进行了详细探讨,由于氧离子空位随交变电场的震动和移动而产生的漏导电流是电磁波损耗的主要原因.     

花状Fe_3O_4亚微球的制备和吸波性能

采用溶剂热法制得具有花状结构的Fe3O4亚微米球,该微球直径约4μm,是由Fe3O4纳米片组装而成的。采用X线衍射仪（XRD）、振动样品磁强计（VSM）和扫描电子显微镜（SEM）对产物结构、磁性和形貌进行表征。将样品与石蜡按质量比1：1制成同轴样品,测试其2～18GHz下的电磁参数并进行分析计算。研究发现,由于偶极子极化、自然共振和涡流损耗,具有花状结构的Fe3O4亚微米球在高频范围内显示出了较为良好的宽频吸收特性。     

微波场下渗硼介质的温度特性研究

利用渗硼介质吸收微波的特性可实现钢铁表面渗硼层的制备，渗硼介质与微波作用产生的温度特性是影响渗硼层形成最主要的因素。用热电偶精确测定微波场下渗硼介质的温度，采用MATLAB对实验数据进行了曲面插值拟合和分析，结果表明：微波功率（900-3600W）和渗硼剂质量（40-160g）对升温速率和稳定温度有较大影响，且当微波功率为1800W和2700W时，加热温升曲线符合Boltzmann方程；加热过程可以分为开始升温阶段、升温阶段和温度稳定三个阶段。