(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/℃。     

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...     

(La0.44Sr0.33)TiO3对MgTiO3系高频高Q MLCC瓷料性能的影响

采用传统固相反应法制备了(1-x)(Mg0.95Zn0.05)TiO3-x(La0.44Sr0.33)TiO3(MZLST)介质陶瓷。系统研究了(La0.44Sr0.33)TiO3掺杂量对MZLST陶瓷烧结特性、相构成、微观结构和微波介电性能的影响。结果表明,掺杂少量的(La0.44Sr0.33)TiO3后,MZLST陶瓷的主晶相为(Mg0.95Zn0.05)TiO3和(La0.44Sr0.33)TiO3,随着烧结温度的升高,第二相(Mg0.95Zn0.05)Ti2O5的含量增加。当x=0.10时,MZLST陶瓷在1 285℃烧结2h获得最佳的介电常数εr=22.17,品质因数Q.f=48 471GHz(6.72GHz),谐振频率温度系数τf=-7.99×10-6/℃。     

钙钛矿锰氧化物Ca_(0.5)Nd_(0.5)(Mn_(0.7)Fe_(0.3))O_3掺杂对Ca_(0.61)Nd_(0.26)TiO_3微波介电性能的影响

研究了传统固相反应法制备所得xCa_(0.5)Nd_(0.5)(Mn_(0.7)Fe_(0.3))O_3-(1–x)Ca_(0.61)Nd_(0.26)TiO_3(0.1≤x≤0.25,CNMFT_x)多晶陶瓷相组成、显微结构、烧结性能与微波介电性能之间的影响关系。X射线衍射研究表明,在研究组分范围内CNMFT_x样品均为单一正交钙钛矿结构;当烧结条件为1 400℃/4 h,x=0.1~0.2时,Fe~(3+)/Mn~(3+,4+)替代Ca_(0.61)Nd_(0.26)TiO_3中Ti~(4+)后,相对介电常数(εr为88.5~77.5)、品质因子(Q·f为7 010~9 370 GHz)和谐振频率温度系数(τf为207.4×10~(–6)/℃~149.1×10~(–6)/℃)逐渐降低,而当x=0.25时,εr(73.4)与τf值(119.6×10~(–6)/℃)仍按规律降低,虽然此时样品晶粒尺寸更为均匀,但Q·f值(5 100 GHz)降幅增加。因此,对于ABO3型钙钛矿结构的微波介质陶瓷,当具有铁磁效应离子的添加量较小时,微波介电性能的变化符合预期规律;但当置换量达到一定比例时,铁磁性增加,导电性增强,巨磁电阻效应减小,致使微波陶瓷介电损耗增加。     

0.7CaTiO_3-0.3(La_xNd_(1–x))AlO_3微波介质陶瓷的研究

利用传统固相反应法制备了具有不同LaAlO3含量的0.7CaTiO3-0.3(LaxNd1–x)AlO3(以下简称CTLNA)系微波介质陶瓷,研究了所制CTLNA陶瓷的微观结构和微波介电性能。结果表明,用x=0.5的La3+取代Nd3+能有效促进样品晶粒的均匀分布,降低样品的气孔率。少量添加SrTiO3能进一步增加样品的致密度,提高CTLNA系微波陶瓷的介电性能。经原料组分及工艺优化,制备的0.7(Sr0.01Ca0.99)TiO3-0.3(La0.5Nd0.5)AlO3样品密度高、晶相均匀,其微波介电性能如下:εr=45.87,Q.f=41 612 GHz(4 GHz),τf=10×10–6/℃。     

中温烧结(Ca0.61,Nd0.26)(Ti0.98Sn0.02)O3微波介质陶瓷制备及介电性能

研究了添加不同CuO-H3BO3含量的(Ca0.61, Nd0.26)(Ti0.98Sn0.02)O3(CNT)陶瓷的烧结行为和介电性CuO-H3BO3 能促使陶瓷在1050 ℃致官烧结而不严重破坏其介电性能.添加5wt% CuO-H3BO3的CNT陶瓷在1050 ℃烧结后具有良好的微波介电性能: εr=92,Q×f =9 250 GHz,τf=+139×10-6/℃.     

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)。     

Co_2O_3掺杂对0.965MgTiO_3-0.035SrTiO_3微波介质陶瓷性能的影响

采用传统电子陶瓷制备方法研究了Co2O3(1.5%～5.0%,质量分数)掺杂的0.965MgTiO3-0.035SrTiO3(MST0.035)微波介质陶瓷,分析了Co2O3含量对MST0.035陶瓷的烧结性能、晶相结构、显微形貌以及微波介电性能的影响。结果表明:Co2O3的掺杂促进了MST0.035陶瓷的烧结。随着Co2O3掺杂量的增加,陶瓷介电常数略有下降,谐振频率温度系数以及品质因数增加,同时中间相MgTi2O5逐渐减少直至完全消失。当Co2O3掺杂量为质量分数3.0%时,MST0.035陶瓷的烧结温度由1 380℃降低到1 290℃,其烧结所得的样品具有优良的微波介电性能:谐振频率温度系数τf=–2.53×10–6/℃,高的品质因数Q·f=19 006 GHz和介电常数εr=20.5。     

烧成工艺对(MgZn)TiO3微波介质陶瓷性能的影响

以(MgCO3)4·Mg(OH)2·5H2O、ZnO、TiO2为原料,固相反应法烧结成瓷.运用XRD、SEM、阻抗分析仪和网络分析仪对(Mgt1-(x)Zn(x))TiO3(MZT)材料的相组成、微观显微结构及微波介电性能进行分析.系统研究了预烧温度对MZT系统介电性能的影响.结果表明,不同的预烧工艺可影响MZT材料的烧结性能和微波介电性能.(Mg0.9Zn0.1)TiO3材料1 170℃预烧,1 250℃烧结时,具有较好的介电性能:介电常数εr=17.7,品质因数Q·(f)=0.1 PHz.频率温度系数(τ(f))约为-79X10-6/℃.(Mg0.7Zn0.3)TiO3材料1 100℃预烧,1 250℃烧结时,其εr=18.7,Q·(f)=90 THz,τ(f)约为-50×10-6/℃.     

锰离子掺杂对Ca0.6La0.8/3TiO3微波陶瓷性能的影响

通过固相反应法,制备了锰离子掺杂的Ca0.6La0.8/3(Ti1–xMnx)O3陶瓷,研究了掺杂离子对其相结构和微波介电性能的影响。结果表明,锰离子掺杂样品具备单一的正交晶系钙钛矿结构。样品的体积密度以及Q?f0值随着锰离子含量的增加,呈现出先增大后减小的趋势;而相对介电常数εr随着锰含量的增加仅有小幅度降低,并且锰离子的加入有助于谐振频率温度系数?f的降低。当锰离子掺杂量x为0.015时,所制备样品具备较优的微波介电性能：εr=113、Q?f0=9 877 GHz和?f = 186×10–6/℃。     

高介电(1–x)Ca_(0.7)Nd_(0.2)TiO_(3-x)Ba_(0.4)Sr_(0.6)TiO_3陶瓷微波介电特性

采用固相反应法制备了具有钙钛矿结构的(1–x)Ca_(0.7)Nd_(0.2)TiO_(3-x)Ba_(0.4)Sr_(0.6)TiO_3(0.05≤x≤0.5)陶瓷,并对其烧结行为、相组成、显微结构及微波介电性能进行了研究。结果表明:随着(Ba0.4Sr0.6)2+含量的增加,(1–x)Ca_(0.7)Nd_(0.2)TiO_(3-x)Ba_(0.4)Sr_(0.6)TiO_3(0.05≤x≤0.5)陶瓷的品质因数(Q·f)及谐振频率温度系数(τf)单调递减,而相对介电常数(εr)先升后小幅降低。当x=0.2,且烧结温度为1 450℃时,该介质陶瓷的微波介电性能为:εr=151.3,Q·f=5 900 GHz,τf=399.4×10–6/℃。与CaTiO_3(εr=160,Q·f=6 800 GHz,τf=850×10–6/℃)相比,Q·f和εr略微降低,τf有较大程度的减少,故此陶瓷体系有望替代CaTiO_3成为新一类高介电性微波陶瓷。     

(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。     

Microwave dielectric properties of (1 − x)(Mg0.95Co0.05)TiO3– xCa0.6La0.8/3TiO3 ceramics with V2O5 addition

The microstructures and the microwave dielectric properties of the (1 − x)(Mg_0.95Co_0.05)TiO₃–xCa_0.6La_0.8/3TiO₃ ceramic system were investigated. In order to achieve a temperature-stable material, we studied a method of combining a positive temperature coefficient material with a negative one. Ca_0.6La_0.8/3TiO₃ has dielectric properties of dielectric constant ε_r ∼ 109, Q × f value ∼ 17,600 GHz and a large positive τ_f value ∼ 213 ppm/°C. (Mg_0.95Co_0.05)TiO₃ ceramics possesses high dielectric constant (ε_r ∼ 16.8), high quality factor (Q × f value ∼ 230,000 GHz), and negative τ_f value (−54 ppm/°C). As the x value varies from 0.1 to 0.8, (1 − x)(Mg_0.95Co_0.05)TiO₃–xCa_0.6La_0.8/3TiO₃ ceramic system has the dielectric properties as follows: 21.55 < ε_r < 75.44, 21,000 < Q × f < 90,000 and −10 < τ_f < 140. By appropriately adjusting the x value in the (1 − x)(Mg_0.95Co_0.05)TiO₃–xCa_0.6La_0.8/3TiO₃ ceramic system, zero τ_f value can be achieved. With x = 0.15, a dielectric constant ε_r ∼ 25.78, a Q × f value ∼ 84,000 GHz (at 9 GHz), and a τ_f value ∼ 2 ppm/°C were obtained for 0.85(Mg_0.95Co_0.05)TiO₃–0.15Ca_0.6La_0.8/3TiO₃ ceramics sintered at 1400 °C for 4 h. For practical application in communication systems, it is desirable to be able to sinter at lower temperatures. Therefore, V₂O₅ was as a sintering aid for lowering the sintering temperature of0.85(Mg_0.95Co_0.05)TiO₃–0.15Ca_0.6La_0.8/3TiO₃ ceramics. At the same time, the 0.85(Mg_0.95Co_0.05)TiO₃–0.15Ca_0.6La_0.8/3TiO₃ ceramic system with 0.5 wt% V₂O₅ can be obtained good properties at the microwave frequencies for 1200 °C.     

Sr0.3Ba0.7Bi3.7La0.3Ti4O15铁电陶瓷的烧结及介电性能

采用两步烧结工艺制备Sr0.3Ba0.7Bi3.7La0.3Ti4O15铁电陶瓷,研究了烧结工艺对陶瓷的晶相和介电性能的影响。结果表明:适当提高最高温度、保温温度和保温时间可改善陶瓷的介电性能。当最高温度为1180～1200℃,在1050～1080℃保温5～15h时,其εr为238～262,tanδ小于10–2,σ为1.0×10–11～10–12S·m–1。该烧结工艺可减少铋的挥发,降低氧空位浓度,因而减弱了陶瓷的高温低频耗散现象。随着保温时间的增加,高温电导得到有效抑制,在1050℃保温15h样品的σ降低了一个数量级,在280℃时为5.2×10–9S·m–1。     

Ba (Ti0.8Zr0.2)O3-(Ba0.7Ca0.3)TiO3无铅陶瓷的显微结构和压电性能

采用传统固相反应制备出了高压电常数的Ba(Ti0.8 Zr0.2)O3-(Ba0.7Ca0.3)TiO3 (BZT-xBCT)无铅压电陶瓷材料,研究了BCT含量对于体系结构、压电与介电性能的影响规律.结果表明,x=0.45～0.60时,BZTxBCT系统处于准同型相界附近,BZT-xBCT陶瓷时主晶相为钙钛矿相结构,当x＞0.50时,出现少量的第二相CaTiO3.当x=0.50时,陶瓷的性能达到最佳,其介电常数ε、压电常数d33、机电耦合系数kp、机械品质因数Qm、频率系数Np分别为2 900,385 pC/N,0.456,124和2 740 Hz·m.由此可认为位于准同型相界附近的BZT-xBCT是一类很有前途的无铅压电材料.     

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/℃。