Bi2O3-CaO-ZnO-Nb2O5系陶瓷介电性能研究

借助XRD,SEM,HP4140B微电流计和HP4274A阻抗分析仪等测试手段,研究实验制备的BCZN[(Bi1.5Ca0.5)(Zn0.5Nb1.5)O7]陶瓷试样介电性能,并第一次提出了介电常数临界温度和介质损耗临界温度的概念。结果表明:BCZN陶瓷是高频稳定形陶瓷,具有面心立方焦绿石结构,且在最佳烧结温度和保温时间下,为均一的α相单相结构;在很宽的频率范围内,介电常数较高(εr≈81)且很稳定,介质损耗很小(tanδ≈-1.0×10-4);它的介电常数在温度低于介电常数临界温度时,与温度呈线性关系,在温度高于介电常数临界温度时,发生高温突变;介质损耗在温度低于介质损耗临界温度时几乎不变,在温度高于介质损耗临界温度时,发生高温突变;介电常数临界温度和介质损耗临界温度都随频率的升高而升高。     

添加表面活性剂对Bi2O3—ZnO—Nb2O5系陶瓷温度系数的影响

研究了原料混合球磨研磨时,加入表面活性剂对Bi2O3-ZnO-Nb2O5(BZN)系复相区陶瓷的相组成及性能的影响.依据最佳的(Bi3xZn2-3x)(ZnxNb2-x)O7陶瓷配方,采用固相反应法制备BZN陶瓷试样.在原料混合球磨研磨时,加入具有醇和胺双重性质的两性表面活性剂,借助XRD,DTA,SEM和HP4274A阻抗分析仪等研究手段,研究实验制备的BZN陶瓷试样的相结构与介电性能.结果表明试样的相结构仍为焦绿石立方结构α相和单斜结构β相的(α+β)复相焦绿石结构;在制备过程中加入表面活性剂,可降低Bi2O3,ZnO,Nb2O5原料固液界面表面张力,破坏原料的团聚状态,达到各种原料的充分混合,从而促进了在较低温度下形成相对较多的立方焦绿石α相,提高了相组成的稳定性.大大扩大了符合零温度系数[(0±30)×10-6/℃]要求的烧成范围,且此BZN陶瓷介电常数高(ε≥105)、介电损耗小(tgδ＜10-4).     

Bi2O3—ZnO—Nb2O5三元系统中焦绿石立方结构的研究

研究了Ｂｉ２Ｏ３－ＺｎＯ－Ｎｂ２Ｏ５三元系统中焦绿石立方结构。根据焦绿石结晶化学原理，对该系统中的焦绿石立方结构提出了多种假设通式，考虑了不同的阳离子分布，并近似计算了氧偏移量，用电子计算机进行了Ｘ射线的理论计算，通过理论峰强与实际峰强的比较，得到了实测值符合较好的焦绿石立方结构模型。     

Pb（Zn1／3Nb2／3）O3基陶瓷固相反应中的相变过程

用两次合成工艺,按Pb(Zn_(1/3)Nb_(2/3))O_3(PZN)的化学计量比合成的陶瓷为一种立方焦绿石相和PbO的混合物,其中立方焦绿石相为主晶相。该焦绿石结构的分子式为Pb_2ZnNb_2O_8,Fd3m空间群,Z=6,α=10.62(?)。在PZN基陶瓷中引入钙钛矿结构的子晶(如BaTiO_3),将促进其周围的Pb_2ZnNb_2O_8与PbO结合,形成钙钛矿结构的Pb(Zn_(1/3)Nb_(2/3))O_3。     

K+,La3+联合取代A位Zn2+的BZN基陶瓷的相结构与介电性能研究

在具有立方焦绿石结构的Ｂｉ１．５Ｚｎ０．５（Ｚｎ０．５Ｎｂ１．５）Ｏ７陶瓷的基础上,引入Ｋ＾＋,Ｌａ＾３＋离子联合取代Ａ位Ｚｎ＾２＋,对其结构与介电性能进行了研究。     

BaO-Nd2O3-Sm2O3-TiO2四元系微波介质陶瓷

本文研究了Bi2O3、PbO及Sm2O3对BaO-Nd2O3-TiO2(简称BNT)系陶瓷材料微波性能的影响.实验表明,在BNT系材料中掺入Bi2O3或PbO可降低材料的频率温度系数τf,但同时也使材料的tgδ增大.采用Sm取代部分Nd,形成BaO-Nd2O3-Sm2O3-TiO2(简称BNST)四元系陶瓷材料,可有效降低材料的τf,改善频率温度稳定性,而不会降低材料的品质因素Q0.当Sm2O3∶Nd2O3=7∶3(mol比)时,可得到εr=80.80,tgδ=2.92×10-4(2.7GHz测),τf=23.63ppm/℃的高性能BNST四元系微波介质陶瓷材料.     

BaO-Ln2O3-TiO2系高介电常数微波介质陶瓷的研究进展

简要叙述了BaO-Ln2O3-TiO2系微波介质陶瓷的结构研究情况,介绍了近年来该体系不同离子A、B位取代对微波介电性能的影响,最后提出了该材料需要进一步解决的问题和发展前景.     

Sm2O3掺杂的Bi2O3-ZnO-Nb2O5基陶瓷的烧结特性与介电性能

用传统的固相法合成了Sm2O3掺杂的Bi2O3-ZnO-Nb2O5(BZN)基陶瓷(Bi1.5-xSmxZn0.5)(Zn0.5Nb1.5)O7(0≤x≤0.6,BSZN),通过XRD、AV2782阻抗分析仪等测试手段对其烧结行为、相结构及介电性能进行了系统研究.结果表明纯BZN陶瓷的结构为立方焦绿石单相;当Sm2O3掺杂量较少(0＜x≤0.5)时,样品的相结构仍然保持立方焦绿石单相;随着Sm2O3掺杂量的进一步增加(x≥0.6),样品出现其它相.同时,试样的介电性能随结构的变化而呈现有规律的变化.     

V2O5掺杂对(Bi1.5Zn1.0Nb1.5)O7介质陶瓷性能的影响

采用传统的固相反应法制备陶瓷试样,借助XRD,SEM和LCR测试仪,研究了V2O5掺杂对(Bi1.5Zn1.0Nb1.5)O7介质陶瓷的烧结特性和介电性能的影响.结果表明,掺杂适量V2O5后试样的烧结温度明显降低,相结构仍为立方焦绿石单相,且具有良好的介电性能:介电常数(εr)为135～154,介电损耗(tan δ)为0.0033～0.0007,频率温度系数(τf)为-442～-387(2MHz).     

La2O3—TiO2系陶瓷物相与介电性能研究

固相法合成La2O3-TiO3系陶瓷介质材料,XRD、SEM、EDS分析其结构、形貌和成分。高精度电容测量仪测试其介电性能。La2O3/TiO2比1:2、2：9组分可获得极低介质损耗,XRD分析主晶相为La2Ti2O7和La4Ti9O24,La2O3/TiO2比1：3组分可获得La2/3TiO3、La4Ti9O24复相,缺陷型钙钛矿相La2/3TiO3不利于介质损耗降低。EDS分析表明晶界富集Si杂质,有效促进了液相烧结。     

低温烧结CuO-V_2O_5-Bi_2O_3掺杂Zn_3Nb_2O_8陶瓷的微波介电性能

研究了CuO–V2O5–Bi2O3作为烧结助剂对Zn3Nb2O8陶瓷的烧结特性、微观结构、相结构及微波介电性能的影响。CuO–V2O5–Bi2O3复合掺杂可以将Zn3Nb2O8陶瓷的烧结温度从1150℃降到900℃。在900℃烧结4h的Zn3Nb2O8–0.25%(质量分数,下同)CuO–1.5%V2O5–1.5%Bi2O3陶瓷的密度达到了理论密度的98.1%,相对介电常数为18.8,品质因数与谐振频率之积为39442GHz。该体系的介电性能和陶瓷的致密度与烧结助剂的含量及烧结温度密切相关,陶瓷的致密度和相对介电常数随CuO–V2O5–Bi2O3烧结助剂含量的增加而增加,同样陶瓷的致密度和相对介电常数也随烧结温度的升高而提高。     

(Bi2-yCay)(Zn1/3 Ta2/3)2O7陶瓷的介电弛豫和介电性能

研究了(Bi2-yCay)(Zn1/3Ta2/3)2O7(0≤y≤1)材料的组成、结构与介电性能.当Ca含量增加时,材料的相结构由单斜焦绿石相转变为立方焦绿石相.样品在20～85℃,1 MHz时的介电常数温度系数由72×10-6/℃逐渐增加到470×10-6/℃,然后降为-100×10-6/℃,样品在微波频率下的品质因数Q值从1 250逐渐降低至40.在-60～160℃,观测到(Bi1.2Ca0.8)(Zn1/3Ta2/3)2O7样品出现介电弛豫现象.随着Ca含量的增加,介电损耗的弛豫峰向高温移动.比较了同为立方结构相的(Bi2-yCay)(Zn1/3Ta2/3)2O7(0.7＜y＜1)和(Bi1.5Zn0.5)(Zn0.5·Ta1.5)O7介电弛豫温区移动的差异并分析了其形成原因.     

ZnO和Na2O对CaO-B2O3-SiO2介电陶瓷结构与性能的影响

研究了烧结助剂ZnO和Na2 O对CaO -B2 O3 -SiO2 (CBS)系微波介质陶瓷介电性能、相组成及结构特性的影响。烧结助剂ZnO在烧结过程中与B2 O3 及SiO2 生成低熔点玻璃相 ,有效地降低了材料的致密化温度 ,烧结机理为液相烧结。碱金属氧化物Na2 O虽然能够有效降低材料的烧结温度 ,但会破坏硅灰石晶体结构 ,引起材料微波性能显著降低。通过实验 ,制备出了具有优良微波介电性能的陶瓷材料 ,适用于LTCC基板及滤波器等高频微波器件的生产     

BaCu（B2O5）助烧剂对CaO-Li2O-Sm2O3-TiO2微波介质陶瓷介电性能的影响

16CaO-9Li2O-12Sm2O3-63TiO2(CLST)陶瓷的烧结温度接近1 300℃,添加BaCu(B2O5)(BCB)陶瓷粉体使CLST陶瓷的烧结温度降至1050℃.随着烧结温度的升高,样品的体积密度先升高而后趋于稳定,添加质量分数为4?B的CLST陶瓷在1 050℃烧结后得到96%的相对密度.相对介电常数(εr)随着BCB添加量的增大先增大后略有减小.由于液相的存在,介电损耗(tanoδ随着BCB添加量的增大而增大.谐振频率温度系数(tf)与纯CLST陶瓷相比更加近零.添加质量分数为4?B的CLST陶瓷在1 050℃烧结2h后得到良好的介电性能:εr=81,tanδ=0.021,tf=0.5×10-6/℃(1MHz).     

CuO和V2O5掺杂对ZnNb2O6陶瓷介电性能的影响

采用传统的固相反应法制备了CuO和V2O5掺杂的ZnNb2O6介质陶瓷.通过X射线衍射,扫描电镜以及电感-电容-电阻测试仪等测试手段对其烧结特性,晶体结构,微观形貌和介电性能进行研究.结果表明:CuO和V2O5掺杂能降低ZnNb2O6陶瓷的烧结温度,影响相结构,改变微观形貌并优化介电性能.掺杂质量分数为0.25%CuO和0.25%V2O5的ZnNb2O6陶瓷样品在1 025℃烧结后,在100 MHz下具有较好的综合介电性能:介电常数εr=35,介电损耗tanδ=0.000 21,频率温度系数τf=-44.41×10-6/℃.     

Pb(Zn1/3Nb2/3)O3基复相陶瓷的室温介电老化行为

研究了Ｐｂ（Ｚｎ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３基复相陶瓷的室温介电老化行为与材料烧成制度的关系,性机和介电常数与老化时间的对数值成线性关系,随烧成温度提高和保温时间延长,老化速率增大,老化速率对频率的依存性增加。低温短时间烧结的复相陶瓷的介电老化行为类似于正常铁电体,其老化起因于畴壁运动;而高温长时间烧结的复相陶瓷表现为典型弛豫电体的老化行为,起因于缺陷偶极子与极性微区的相互作用。     

Y3+取代对(Bi1.5Zn0.5)(Nb0.5Ti1.5)O7陶瓷显微结构与介电性能的影响

研究了Y3 取代的(Bi1.5Zn0.5)(Nb0.5Ti0.5)O7(BZNT)基陶瓷(Bi1.5-xYx Zn0.5)(Nb0.5Ti1.5)O7(0≤x≤1.5,BYZNT)的显微结构和介电性能。采用传统的固相反应法制备陶瓷样品,XRD分析样品的相结构。结果表明:BZNT陶瓷的相结构中主相为立方焦绿石相;在整个取代范围内,BYZNT陶瓷的结构仍然保持主相为立方焦绿石的相结构。同时,随着Y3 取代的增加,晶胞体积减小,介电性能随结构的变化而呈现有规律的变化。其介电性能为:εr≈73-180,tanδ≈1.6％-0.4％,αε≈(-583-89)× 10-6／℃(1MHz)。