CNT对BST陶瓷微波介电性能的影响

采用XRD及SEM研究(Ca0.61Nd0.26)TiO3对微波介质陶瓷Ba4Sm9.33Ti18O54的结构和微波介电性能的影响。获得了一些性能较好的微波介质陶瓷(1–x)Ba4Sm9.33Ti18O54-x(Ca0.61Nd0.26)TiO3,其微波介电性能如下:εr=75,Q·f为8985GHz,τf为–8.2×10–6℃–1(x?=0);εr为75,Q·f为9552GHz,τf为–14.4×10–6℃–1(x?=0.2)。     

(Ca1-xBax)[(Li1/3Nb2/3)0.95Zr0.15)]O3+δ陶瓷微波介电特性

研究了A位Ba2+取代对(Ca1-xBax)[(Li1/3Nb2/3)0.95Zr0.15]O3+δ (0≤x≤0.2,CBLNZ)陶瓷的微观结构及微波介电特性的影响.当0≤x≤0.025时,体系为单一钙钛矿相,随Ba2+含量的增加,谐振频率温度系数(τf)由-9.4×10-6/℃增加到18×10-6/℃,而品质因数(Q)先增大;当x=0.025时,开始下降.用键价理论分析了谐振频率温度系数随B位键价的变化关系.当x(Ba2+)=2.5%时,陶瓷微波介电性能最佳,即介电常数εr=34.3,品质因数与频率的乘积Q·f =13 400 GHz,τf =-2.1×10-6/℃.     

铌锑酸镁陶瓷的烧结和微波介电性能

用固相反应法制备了一系列铌锑酸镁(Sb含量x≤2)陶瓷,研究了该陶瓷的烧结性能、物相结构和微波介电性能。结果表明,当x≤1.6时,铌锑酸镁形成了连续固溶体,少量Sb5+对Nb5+的取代(0.4≤x≤0.8),使得陶瓷最佳烧结温度从1400℃降到1300℃,而材料εr和Q·f值没有降低。1300℃,5h烧结的铌锑酸镁陶瓷具有优异的微波介电性能:εr为11.61,Q·f为169820GHz,τf为–54.4×10–6℃–1。     

预烧工艺和CeO_2添加剂对(1-x)LaAlO_3-xCaTiO_3微波介质陶瓷性能的影响

利用常规固相法制备了[(1–x)LaAlO3-xCaTiO3]+yCeO2陶瓷(y为CeO2的质量分数),研究了预烧工艺和CeO2添加剂对所制陶瓷微波介电性能的影响。结果表明,LaAlO3与CaTiO3一次预烧能获得较好的微波介电性能,CeO2添加剂能有效提高材料的烧结性能和微波介电性能。(0.4LaAlO3-0.6CaTiO3)+0.2%CeO2陶瓷经1 450℃烧结5 h后能获得最佳微波介电性能:εr=43.1、Q·f=29 700 GHz、τf=–2.4×10–6/℃。     

Ba_5(Nb_(1-x)Sb_x)_4O_(15)微波介电陶瓷的低温烧结

添加质量分数为1%的H3BO3为助烧剂。研究了Ba5(Nb1–xSbx)4O15(0≤x≤0.2)陶瓷的烧结特性、显微结构和微波介电性能。结果表明:当x≤0.15时,该类陶瓷可在900℃附近烧结,并伴有少量BaSb2O6和BaB2O4相;随着x从0增加到0.2,εr和τf均有较大幅度下降;Q.f先升后降。在900℃烧成温度下,x为0.15的陶瓷获得较好的微波介电性能:εr为29.21,Q.f为13 266 GHz,τf为11×10–6℃–1,并能与Ag电极很好相容,基本满足LTCC工艺的要求。     

CaWO_4-Mg_2SiO_4陶瓷的微波介电性能与应用

为了使微波介电陶瓷在厘米波段获得应用,采用固相法制备了低εr、高Q·f值的(1–x)CaWO4-xMg2SiO4(x=0～1.0)介电陶瓷,并添加质量分数为5%的TiO2调节其τf。研究了其晶相结构和微波介电性能。结果表明,x≤0.2时,Mg2SiO4和CaWO4形成不完全固溶体;x=0.2时,在1300℃烧结2h所制得的陶瓷具有优良的微波介电性能:εr=9.58,Q·f=56400GHz,τf=–8.2×10–6/℃,并采用该材料制作了f0=5.4909GHz,插入损耗小于1.1dB,外形尺寸为5.0mm×2.5mm×4.0mm的两级片式介质带通滤波器。     

SnO2对锂铌钛系微波介电陶瓷性能的影响

用SnO2作为掺杂剂对LiNb0.6Ti0.5–xSnxO3陶瓷进行改性,研究了SnO2添加量对LiNb0.6Ti0.5O3锂铌钛体系陶瓷的烧结性能,显微结构和微波介电性能的影响。结果表明:随着SnO2添加量的增加,陶瓷体密度和介电常数基本保持不变;而Q·f值随SnO2的加入有所提高,而后随SnO2含量继续增加而快速下降;在1100℃的烧结温度下,当x为0.01时,获得微波介电性能优良的微波陶瓷,其εr为67.8,τf为+4×10–6/℃,Q·f为6780GHz。     

BaSm0.2Ti(4+x)O(9.3+2x)微波介质陶瓷的研究

该文采用固相法制备了BaSm_0.2Ti_(4+x)O_(9.3+2x)(x=0~0.6为摩尔分数)陶瓷,研究了不同x值对陶瓷相组成、显微结构和微波介电性能的影响。结果表明,在0≤x≤0.6时,随着x的增大,介电常数εr变化较小,品质因数与频率之积(Q×f)和频率温度系数τf均随x的增大而减小。当x=0.5时,可获得介电性能优异的BaSm_0.2Ti_(4+x)O_(9.3+2x)陶瓷:ε_r=46.9,Q×f≈18 237 GHz,τf≈2.2×10^-6/℃。     

(Mg_(0.7)Zn_(0.3))TiO_3-(Ca_(0.61)La_(0.26))TiO_3系微波介质陶瓷性能研究

采用传统固相反应法制备了(1-x)(Mg0.7Zn0.3)TiO3-x(Ca0.61La0.26)TiO3(MZCLT)微波介质陶瓷。分析了(Ca0.61La0.26)TiO3掺杂量对MZCLT陶瓷相结构、烧结性能和介电性能的影响。所制MZCLT陶瓷的主晶相为(Mg0.7Zn0.3)TiO3和(Ca0.61La0.26)TiO3,还存在微量的(Mg0.7Zn0.3)Ti2O5。当x=0.13,1275℃烧结4h时,0.87(Mg0.7Zn0.3)TiO3-0.13(Ca0.61La0.26)TiO3陶瓷介电性能较佳:εr=26.7,Q·f=86011GHz(8GHz),τf为-6×10-6/℃,优于(Mg0.7Zn0.3)TiO3陶瓷介电性能(εr=19.2,Q·f=253000GHz,τf为-39×10-6/℃)。     

(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。     

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。     

TiO_2对BLT微波介质陶瓷结构及介电性能的影响

采用传统固相烧结工艺制备了BaO-La2O3-nTiO2(n为3,4,5和6)微波介质陶瓷,研究了该系陶瓷的相组成、微观形貌和微波介电性能之间的关系。结果表明:该系陶瓷具有较优介电性能的主晶相为斜方晶系BaLa2Ti4O12,并且第二相的存在对其介电性能影响明显。烧结体致密性是Q·f及τf的重要影响因素。当n为4时,获得相对较优的介电性能:εr为139.7,Q·f为1239.0GHz和τf达180.0×10–6℃–1。     

低温烧结(1–x)Ba_3(VO_4)_(2-x)Li_2WO_4微波介质陶瓷的研究

为了获得低温烧结的陶瓷材料,用固相反应制备了(1–x)Ba3(VO4)2-x Li2WO4(0.05≤x≤0.20)微波介质陶瓷。实验结果表明:随着添加剂Li2WO4的增加,复合陶瓷的相对体密度、相对介电常数εr和品质因数Q·f都呈现出先增加随后又降低的趋势,而谐振频率温度系数τf呈线性降低。添加了摩尔分数0.15Li2WO4的微波介质陶瓷在850℃烧结2 h达到约96.8%的致密度,并获得最佳的微波介电性能:εr=13.7,Q·f=97000 GHz,τf=1.8×10–6/℃。     

SnO2掺杂ZnO-Nb2O5-TiO2微波介质陶瓷

研究了 SnO_2对 ZnO-Nb_2O-5-TiO_2陶瓷相结构和微波介电性能的影响。随 Sn 添加量的增加,晶相组成逐步从(Zn_(0.15)Nb_(0.30)Ti_(0.55))O2相转变为 ZnTiNb_2O_8相,相对介电常数 ?r减少,?f向负频率温度系数方向移动, 当 Sn 含量增加到0.20,?f可降至 9.8×10–6℃–1。当 SnO2的摩尔比 y 为 0~<0.08 时,形成完全固溶体,提高 Q·f 值;当 y>0.08,部分Sn 形成第 2 相,降低其 Q·f 值。当 y 为 0.08,在 1 150℃烧结,具有很好的微波介电性能,其 ?r为 50.3,Q·f 为 14 892GHz,?f为 25.12×10-6℃–1。     

Li过量对M-相固溶体Li_2O-Nb_2O_5-TiO_2陶瓷微波介电性能的影响

含有M-相固溶体Li2O-Nb2O5-TiO2(LNT)的微波介质陶瓷具有烧结温度(约1100℃)低,介电常数εr(65～70)及Q·f值(约5000 GHz)高的特点,但其频率温度系数τ却往往偏高(约23×10–6/℃)。为此,系统研究了非化学计量比下Li含量对LNT陶瓷微波介电性能的影响。实验结果表明,Li含量增加能有效调节LNT陶瓷的频率温度系数至近零而不影响其他性能。当Li含量过量5%(质量分数)时,LNT陶瓷具有最佳性能:εr=69.73,Q·f=5 543GHz(=3.518 GHz),τf=–4.4×10–6/℃。     

CuO对(Ni_(1/3)Nb_(2/3))_(0.7)Ti_(0.3)O_2微波陶瓷低温烧结性能的影响

采用传统固相反应法制作(Ni1/3Nb2/3)0.7Ti0.3O2微波陶瓷,研究了CuO掺杂对所制陶瓷低温烧结性能、微观结构、相构成及微波介电性能的影响。结果表明,掺杂少量的CuO就能显著降低(Ni1/3Nb2/3)0.7Ti0.3O2陶瓷的烧结温度,且能改善陶瓷τf。当CuO掺杂量(质量分数)为1.0%时,(Ni1/3Nb2/3)0.7Ti0.3O2在950℃烧结,显示出良好的微波介电性能:εr=67.65,Q·f=3708GHz,τf=14.3×10-6/℃。     

添加CuO对Ba_(3.99)Sm_(9.34)Ti_(18)O_(54)陶瓷烧结及微波介电性能的影响

采用传统固相工艺制备了Ba3.99Sm9.34Ti18O54(BSTO)微波介质陶瓷,研究了烧结助剂CuO对BSTO的结构及介电性能的影响。结果表明,添加CuO能较好促进BSTO晶粒致密化,降低烧结温度约140℃。当添加质量分数1.0%的CuO时,1220℃保温3h烧结的BSTO样品的介电性能较好:εr=86.87,Q·f=5138GHz(f=4.95GHz),τf=–10.84×10–6℃–1。     

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。     

非化学计量比Li_(2+x)ZnTi_3O_(8+0.5x)微波介质陶瓷的性质研究

采用传统固相反应法制备Li2+xZnTi3O8+0.5x微波介质陶瓷,研究了A位Li的非化学计量比对Li2+xZnTi3O8+0.5x陶瓷的烧结特性、相结构及微波介电性能的影响。结果表明:随着Li2+xZnTi3O8+0.5x(x=–0.2～+0.2)陶瓷中Li含量的逐渐增加,TiO2相逐渐消失,陶瓷的致密度逐渐升高,介电常数逐渐降低,Q.f值先上升再下降,谐振频率温度系数逐渐降低,然后保持不变。当x=–0.05时,Li1.95ZnTi3O7.975陶瓷取得最佳的综合微波介电性能:εr=26.41,Q.f=65 200 GHz,τf=–4.16×10–6/℃。     

MgO-TiO_2-CaO-SiO_2低介微波介质陶瓷材料研究

采用固相反应法,在0.92MgTiO3-0.08CaTiO3配比的基础上,制备了不同Mg2SiO4添加量的MgO-TiO2-CaO-SiO2复合陶瓷体系,研究了Mg2SiO4添加量对其物相结构、微观形貌及微波介电性能的影响。结果表明,体系中不存在杂相,其致密化烧结温度随Mg2SiO4添加量的增加而提高,添加适量Mg2SiO4能够降低体系的εr和谐振频率温度系数τf。当添加质量分数为35%的Mg2SiO4,体系在1360℃烧结2h可获得优异的微波介电性能:εr=15.5,Q·f=42640GHz(6GHz),τf=–13×10–6/℃。