金红石颗粒尺寸对硅橡胶微波介电性能的影响

在107硅橡胶中分别添加纳米级和微米级金红石颗粒,通过室温固化制备金红石/硅橡胶复合材料。用X射线衍射仪、透射电镜和扫描电镜对陶瓷填料的相组成及微观形貌进行了表征,分析了金红石颗粒体积分数和尺寸对硅橡胶微波介电性能的影响。研究结果表明:在相同体积分数下,纳米级金红石/硅橡胶复合材料与微米级金红石/硅橡胶复合材料相比,介电常数ε_r较大,品质因数与谐振频率的乘积(Q×f)较低,两种复合材料的谐振频率温度系数τ_f相差不大。金红石颗粒体积分数为19%时,纳米级金红石/硅橡胶复合材料的ε_r为3.32,Q×f为2 604 GHz,τ_f为49×10~(-6)/℃。并且将介电常数εr试验值与3种理论模型的ε_r理论值进行对比,发现试验值比理论值偏低。     

Ni-Zn共掺对(Mg0.95Ca0.05)TiO3陶瓷介电性能的影响

采用固相反应法制备(Mg0.95Ca0.05)TiO3陶瓷,探讨Ni-Zn共掺对(Mg0.95Ca0.05)TiO3陶瓷物相组成、微观结构和介电性能的影响。研究结果表明:复合添加NiO和ZnO,可在一定程度上抑制第二相MgTi2O5的产生,并能有效地降低烧结温度至1 300℃。当NiO和ZnO添加总量(质量分数)为2%,w(NiO)/w(ZnO)为0.5%:1.5%时,陶瓷在1 300℃烧结获得最佳介电性能:介电常数εr=20.39,7.67 GHz时的介电损耗tanδ=2.01×10-4,频率温度系数τf=-1.72×10-6/℃。     

MnO2改性的MgTiO3-CaTiO3微波介质陶瓷材料

通过两步法制备MnO_2改性的MgTiO_3-CaTiO_3(MCT)微波介质陶瓷材料,研究MnO_2对MCT陶瓷的微观结构、烧结特性以及微波介电性能的影响.结果表明,MnO_2不仅能有效抑制杂相的生成,将烧结温度降低15℃,而且能提高MCT陶瓷的致密度,改善MCT陶瓷的微波介电性能.当MnO_2添加量为0. 1%时,1 385℃烧结获得的MCT陶瓷具有最佳介电性能,ε_r=20. 48,Q×f=58,690 GHz,τ_f=-6. 29×10-6/℃.     

xCaTiO_3-(1-x)LaAlO_3陶瓷微波介电性能的研究

采用传统固相反应法制备x Ca Ti O3-(1-x)La Al O3(0.55≤x≤0.69)(CTLA)陶瓷,研究CTLA陶瓷的物相,微观结构及微波介电性能.结果表明,烧结温度在1 400℃时,陶瓷的微波性能最佳,介电常数在35~47之间,Q×f≥35 000 GHz.随着Ca Ti O3含量的增大,频率温度系数趋零,当x=0.67时,陶瓷具有最佳的微波性能:εr=45,Q×f=36 684 GHz,τf=6.02×10-6/℃.1     

Ba_3Ti_5Nb_(6-x)TaxO_(28)陶瓷的结构与介电性能

采用传统的固相合成法制备Ba3Ti5Nb6-xTaxO28(0≤x≤0.67)微波介质陶瓷,研究了Ta对Ba3Ti5Nb6O28陶瓷结构与微波介电性能的影响.随Ta含量的增加,Ba3Ti5Nb6-xTaxO28陶瓷先为Ba3Ti5Nb6O28单相;当x增大到0.5时,则出现了第二相Ba3Ti4Nb4O21.随Ta含量增加,Ba3Ti5Nb6-xTaxO28陶瓷的介电常数变化较小,Qf值先明显升高后下降,而谐振频率温度系数τf逐渐增大.x=0.16时,获得了介电性能优异的Ba3Ti5Nb6-xTaxO28陶瓷,介电性能为:ε=37.9,Qf=2.8137×104GHz,τf=-6.0×10-6℃-1.     

B2O3对Ca[(Li1/3Nb2/3)0.95Zr0.15]3+δ陶瓷微波介电性能的影响

研究了B2O3对陶瓷的烧结性能及微波介电特性的影响.结果表明B2O3的掺人能使Ca[(Li1/3Nb2/3)0.95Zr0.15]3 δ(CLNZ)陶瓷体系的烧结温度降低160～210℃,谐振频率温度系数τf随B2O3掺入量增加,但烧结温度对其没有明显影响.在990℃.掺入质量分数为1.0 %的B2O3,陶瓷微波介电性能最佳:εr=33.1,Qf=13 700 GHz,τf=-6.8×10-6/℃;而且,掺入2.0%的B2O3,在940℃烧结4 h,能获得介电性能良好的陶瓷,其εr=31.4,Qf=8 700 GHz,τf=-5.2×10-6/℃.     

掺杂SrCO_3对Ba_4(Sm_(0.2)Nd_(0.8))_(9.33)Ti_(18)O_(54)微波介质陶瓷性能的影响

研究SrCO3掺杂对Ba4(Sm0.2Nd0.8)9.33Ti18O54(BSNT)材料相组成、微观结构和介电性能的影响。采用X线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征BSNT掺杂SrCO3后陶瓷的相组成和微观结构。结果表明:SrCO3掺杂量低于4%时,SrCO3与BSNT陶瓷共熔而不产生第二相。同时发现随着SrCO3掺杂量的增加,介电常数εr和谐振频率温度系数τf近似线性增加。在BSNT陶瓷中掺杂SrCO3可以得到τf近乎于0。掺杂4%的SrCO3在1 360℃下烧结3 h,可得到介电性能最佳的BSNT陶瓷(εr=83.4,Qf=8.47 THz(4.67 GHz),τf=-2.1×10-6℃-1)。     

添加TiO2对CaAl2O4陶瓷物相组成及微波介电性能的影响

CaAl_2O_4陶瓷由于其优异的微波介电性能(εr=8.9,Qf=91,350 GHz,τf=-55ppm/℃)而获得广泛关注,然而其较负的谐振频率温度系数(τf)极大地限制了其商业化应用.本文通过标准固态反应法制备了(1-x)CaAl_2O_4-xTiO_2(x=0.05,0.10,0.15,0.20)陶瓷并系统地研究了TiO_2添加量对物相组成、微观结构以及微波介电性能的影响规律.X射线衍射数据(XRD)与扫描电子显微图谱(SEM)表明添加的TiO_2在高温烧结过程中与CaAl_2O_4基体反应生成CaTiO_3与CaAl_4O_7,且第二相含量随TiO_2添加量的增加而增大.此外,随着x值的增大,(1-x)CaAl_2O_4-xTiO_2陶瓷介电常数(εr)与谐振频率温度系数逐渐增加,而Qf值出现一定程度的下降;在x=0.15成分处获得τf值近零的最优微波介电性能组合(εr=13.9,Qf=39 000GHz,τf=5.4ppm/℃).     

烧结温度对Ba4.2(Sm0.8Nd0.17Bi0.03)9.2Ti18O54微波介电性能的影响

研究了烧结温度对掺质量分数为0.5 % 的TiO2的Ba4.2(Sm0.8Nd0.17Bi0.03)9.2Ti18O54(简称BSNBT)陶瓷材料微观结构及其微波介电性能的影响.采用XRD,场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)和EPMA分析了陶瓷材料的微观结构.结果表明,当烧结温度高于1 340 ℃时陶瓷样品中出现第二相BaTi4O9.随着烧结温度的升高,材料的介电常数εr和Qf值(品质因数和谐振频率的乘积)先增大后减小,谐振频率温度系数逐渐增大.当烧结温度为1 340 ℃时,εr和Qf值均达到最大,εr=80.5,Qf=9 009 GHz(在3.5 GHz下),此时谐振频率温度系数τf=6.5×10-6/℃.     

烧结温度度对Ba4．2（Sm0.8Nd0.17Bi0.03）9．2Ti18O54微波介电性能的影响

研究了烧结温度对掺质量分数为0.5%的TiO2的Ba4.2(Sm0.8Nd0.17Bi0.03)9.2Ti18O54(简称BSNBT)陶瓷材料微观结构及其微波介电性能的影响.采用XRD,场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)和EPMA分析了陶瓷材料的微观结构.结果表明,当烧结温度高于1 340℃时陶瓷样品中出现第二相BaTi4O9.随着烧结温度的升高,材料的介电常数rε和Qf值(品质因数和谐振频率的乘积)先增大后减小,谐振频率温度系数逐渐增大.当烧结温度为1 340℃时,rε和Qf值均达到最大,rε=80.5,Qf=9 009 GHz(在3.5 GHz下),此时谐振频率温度系数fτ=6.5×10-6/℃.     

固相烧结法和反应烧结法制备G-La2Si2O7陶瓷的微波介电性能

采用反应烧结法和传统固相反应法制备G-La2Si2O7陶瓷样品,并探究两种不同制备方法对G-La2Si2O7陶瓷的烧结性能、微观形貌、微波介电性能的影响.结果表明:传统固相法制备的G-La2Si2O7陶瓷性能优于反应烧结法制备材料,反应烧结法制备G-La2Si2O7陶瓷样品最佳的烧结温度为1 430℃,相对密度为90%,微波介电性能为:εr=12.50,Q×f=26 594GHz,τf=-23.99×10-6/℃.传统固相反应方法制备的G-La2Si2O7陶瓷样品最佳的烧结温度为1 415℃,相对密度为96.52%,微波介电性能为:εr=13.327,Q×f=33 900GHz,τf=-34.9×10-6/℃.     

冷烧结陶瓷材料的制备及其微波介电性能

通过冷烧结工艺,实现了NaCl、Li_2MoO_4、AlN-NaCl和Zn_2SiO_4-NaCl陶瓷材料的烧结过程,研究了冷烧结材料的微波介电性能。研究结果表明:冷烧结制备Li_2MoO_4材料的微波介电性能为εr=5.6,Q×f=24866 GHz,τf=-160×10~(-6)/℃,其εr值与传统烧结的样品相似,Q×f值也比较好。在冷烧结过程中,AlN-NaCl、Zn_2SiO_4-NaCl材料没有第二相的生成,AlN-NaCl和Zn_2SiO_4-NaCl材料的相对密度分别随着AlN和Zn_2SiO_4质量分数的增加而降低。在微波频率下,εr符合考虑气孔的Lichtenecker方程模型,Q×f值随着AlN和Zn_2SiO_4质量分数的增加而降低,τf值随着AlN和Zn_2SiO_4质量分数的变化规律符合混合法则。     

反应烧结法制备Mg_4Nb_2O_9陶瓷及其微波介电性能的表征

采用反应烧结法制备Mg4Nb2O9陶瓷,省去预烧阶段,优化了制备工艺,研究得到Mg4Nb2O9陶瓷样品的相组成、微观形貌以及微波介电性能随着烧结温度的变化关系.由XRD检测到陶瓷在1 200~1 450℃均得到纯相的Mg4Nb2O9陶瓷,在1 400℃烧结保温3h所得陶瓷密度为4.13g/cm3(相对密度94.25%),样品具有清晰的微观形貌,微波介电性能为:εr=12.1,Q×f=169 000GHz,τf=-55.55×10-6℃-1.     

Ba_(4.2)Nd_(9.2)Ti_(18-x)Zr_xO_(54)(x=0、0.25、0.5、1、1.5)微波介质陶瓷的结构与介电性能

采用传统固相反应法制备Ba_(4.2)Nd_(9.2)Ti_(18-x)Zr_xO_(54)(x=0、0.25、0.5、1、1.5)(BNTZ)微波介质陶瓷。运用X线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征BNTZ陶瓷的相组成和微观结构。结果表明:BNTZ陶瓷的主晶相为Ba Nd2Ti4O12(JCPDS No.44-0061),随着掺杂量的增加,出现微量的Nd2Ti2O7烧绿石相。当x增加时,陶瓷的体积密度、介电常数(εr)和谐振频率温度系数(τf)均降低。而BNTZ微波介质陶瓷的Qf(Q为品质因子,f为频率)值先增加后降低,并且当x≥1时,陶瓷的Qf下降剧烈。当x=0.25时,Ba_(4.2)Nd_(9.2)Ti_(18-x)Zr_xO_(54)陶瓷样品在1 300℃下烧结2h,具有优良的微波介电性能,εr=82.83,Qf=9.009 THz,τf=56.7×10-6℃-1。     

晶界偏析对CaCu_3Ti_4O_(12)陶瓷介电性能的影响

采用溶胶凝胶法制备Ca Cu_3Ti_4O_(12),通过球磨对陶瓷样品进行处理,探究此处理方法对Ca Cu_3Ti_4O_(12)介电性能的影响.研究结果表明,球磨对Ca Cu_3Ti_4O_(12)陶瓷样品的介电常数有较大影响.随着球磨时间的增加,样品介电常数显著增加,当球磨时间为4 h,其室温下介电常数可达10~6量级,比未经球磨处理的样品高2个数量级,且随温度升高,介电常数显著增大.温度上升100 K,介电常数约提高一个数量级.同时SEM分析表明,球磨处理Ca Cu_3Ti_4O_(12)样品介电常数的增大与其晶界偏析有较大的关系,特别是晶界处析出的Cu O二次相可极大地提升Ca Cu_3Ti_4O_(12)的极化率,可提高约2个数量级.     

Ca(Sm0.5Nb0.5)O3介质陶瓷的微波烧结

通过改变微波烧结温度和保温时间,优化Ca( Sm0.5 Nb0.5) O3 (CSN)陶瓷的微波烧结工艺,用X线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和微波网络分析仪等对试样进行表征.从相组成、显微结构及微波介电性能等方面对微波烧结试样与常规烧结试样进行对比分析.结果表明:微波烧结可大幅降低CSN的烧结温度,促进试样的致密化,其物相组成和传统烧结试样无明显差别;微波烧结还可以改善CSN陶瓷的微波介电性能,在1 375℃微波烧结30 min可获得优异的微波介电性能,介电常数(εr)=20.08,品质因数(Q×f)=37.03 THz,谐振频率温度系数(Tf)=-10.2×10-6℃-1.     

Co非化学计量比对Ba(Co_(1/3)Nb_(2/3))O_3微波介质陶瓷性能的影响

采用传统固相法制备Ba(Co(1+x)/3Nb2/3)O3+x/3微波介质陶瓷。系统研究Ba(Co(1+x)/3Nb2/3)O3+x/3中Co非化学计量比对陶瓷的物相组成、显微结构、烧结性能和微波介电性能的影响。结果表明:系统的主晶相为复合钙钛矿型Ba(Co1/3Nb2/3)O3,过多的Co增量与缺量都会引起CoO在高温下熔融挥发,导致富Nb相的生成,从而恶化材料的微波介电性能;而少量的Co缺失不会生成其他杂相,可以促进烧结的致密化,从晶胞参数c/a的角度可证实其B位离子有序排列的提升。x=-0.025的样品具备优良的微波介电性能:εr=31.8,Qf=73 777 GHz(f=6.228 GHz),τf=-15×10-6℃-1。     

Zr取代对(PbCa)(MgNb)O3微波介电性能的影响

研究了B位Zr4+取代对(Pb0.4Ca0.6) (Mg1/3Nb2/3)O3体系结构及介电性能的影响.研究表明在B位进行Zr取代后,对体系的烧结性能、微波介电性能都有比较明显的影响.随着Zr取代量的增加,体系的体密度,相对介电常数都有了大幅度的提高;Qf0值和τf值也都随着取代量的增加而上升,最后达到饱和.当烧结温度为1260℃(2.5h)时,组成为(Pb0.4Ca0.6){(Mg1/3Nb2/3)0.97Zr0.03}O3的陶瓷样品微波性能为εr=63.2,Qf0=6972GHz,τf=19.8×10-6/℃.     

BCZT-KNN无铅压电陶瓷的制备及其介电性能研究

采用固相合成法制备了(Na0.5K0.5)NbO3(KNN)掺杂的(Ba0.92Ca0.08)(Ti0.95Zr0.05)O3(BCZT)陶瓷.研究了KNN掺杂量对BCZT物相结构、晶粒生长和介电性能的影响.XRD结果表明BCZT-xKNN陶瓷可形成单一钙钛矿结构的固溶体,Nb5+离子取代Ti4+位,Na+,K+取代Ba2+位,并在晶界处发生偏析,从而使得烧结温度降低,介温峰变宽.KNN固容量的增加直接影响陶瓷微观结构、晶粒尺寸和介电性能,并且在KNN固容量为4%时陶瓷具有明显弛豫现象和最大介电常数(’ε=6 000).     

BaO-TiO2-ZnO-Nb2O5系统微波陶瓷的相转变机制与介电性能

对采用传统电子陶瓷工艺制备的BaO-TiO2-ZnO-Nb2O5(BTZN)微波介质陶瓷系统的相转变机制与介电性能进行了研究．XRD分析表明,系统的主晶相为Ba2Ti9O20、BaTi4O9．由Zn2 和Nb5 共同取代Ti4 ,作为施主受主杂质达到电价平衡,形成了BaTi4-xZnx/3Nb2x/3O9和Ba2Ti9-xZnx/3Nb2x/3O20固溶体,显著降低系统的烧结温度,获得优良的介电性能．同时,Nb5 能够抑制在空气气氛中烧结产生的Ti4 还原,防止Ti3 造成的介电性能恶化．BaO-TiO2- ZnO-Nb2O5系统在980℃已经开始大量生成Ba3Ti12Zn7O34相;自1050℃开始形成、并在1110℃大量生成Ba- Ti5O11相;BaTi5O11相的生成对于最终烧结过程中主晶相Ba2Ti9O20的形成起到很关键的作用．1110℃预烧、 1160℃烧结的该系统陶瓷材料的微波介电性能为:εr=37;Q=24 000(10 GHz);τf= 4．5×10-6／℃