Ca[(Li1/3Nb2/3)1-xTi3x]O3-δ陶瓷微波介电性能研究

研究了添加B2O3的Ca[(Li1/3Nb2/3)1-xTi3x]O3-δ(0≤x≤0.2)(CLNT)陶瓷的微波介电性能.在整个组分范围内检测到单一的正交相.随着x从0增加到0.2,介电常数(k)将从30增至89,Qf值则下降到3820GHz,谐振频率温度系数(TCF)从-16×10-6/℃增加到22.4×10-6/℃.当B2O3添加1.0%时,CLNT陶瓷的烧结温度可以从1150℃降至970℃而不降低微波介电性能.940℃烧结后,x=0.1试样的微波性能为k=50,Qf=6500GHz,温度系数为-7.6×10-6/℃.     

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/℃.     

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.     

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_(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。     

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/℃.     

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/℃.     

A位取代对ZnO-0．5SiO2陶瓷烧结特性和介电性能的影响

采用常规固相反应法,以ZnO-0.5SiO2体系为基体成分,研究了A位取代ZnO-0.5SiO2陶瓷的烧结特性和介电性能的影响规律.结果表明:Mg在一定范围内A位取代ZnO-0.5SiO2中的Zn可形成(Zn1-x,Mgx)2SiO4固溶体,x(Mg)最大固溶度不超过0.5.当取代量超过固溶度后,出现Mg2SiO4和Mg2SiO3相.x(Mg)≤0.5,陶瓷介电常数变化不大,品质因子较高;x(Mg)＞0.5时,陶瓷介电常数增大,品质因子急剧下降.研究还揭示了(Zn1-x,Mgx)2SiO4(x=0.1～0.3)陶瓷在1 275℃烧结具有良好的介电性能,其介电常数为6.19～6.23,品质因子为48 000～53 000 GHz,频率温度系数为-50×10-6～-60×10-6/℃.     

Ca[(Li1/3 Ta2/3)1-x Tix]O3-δ固溶体的微波介电性质

应用常规氧化物混合法,制备了Ca[(Li1/3Ta2/3)1-xTix](CLTT)O3-δ(0.50≥x≥0)微波介质陶瓷.X射线衍射表明,CLTT是具有正交相结构的连续固溶体,而且B位Li和Ta形成了1∶2的有序化结构.用Ti4 部分替换Li1 和Ta5 稳定了钙钛矿相,破坏了1∶2有序化结构,促进了Ca[(Li1/3Ta2/3)1-xTix]O3-δ(x=0.20,0.30)陶瓷的晶粒生长.当x组分从0增加到0.50时,微波介电常数ε从24增至48,品质因数Qf值从42000降至11000GHz,谐振频率温度系数τf也由负变正.含B2O3的Ca[(Li1/3Ta2/3)0.7Ti0.3]O3-δ陶瓷在1050℃烧结,可获得ε=35,Qf=22800GHz,τf=-4 1×10-6/℃的新型微波介质材料.     

Ca[（Li1／3Nb2／3）0．95Zr0．15]O3＋δ陶瓷的低温烧结

研究了ZnO—B2O3-Na2O（ZBN）玻璃及B2O3复合掺杂对陶瓷的烧结性能及微波介电特性的影响．研究表明,在990℃,掺入质量分数3wt％ZBN＋0．7wt％B2O3,陶瓷微波介电性能最佳：εt=31．8,Qf=13230GHz,τf=-5．2ppm／℃．     

SrO掺杂对Ba6-3xNd8+2xTi18O54陶瓷性能的影响

研究了SrO掺杂对Ba6-3xNd8 2xTi18O54晶体晶胞参数及陶瓷微波介电性能的影响 .研究表明 ,对于不同的x值 ,Sr取代Ba存在不同的极限值 ,当x =0 .5时 ,极限值为 0 .110 ;x =0 .6时 ,极限值为 0 .0 4 8;x =2 / 3时 ,极限值为 0 .2 0 0 .超过这一极限 ,Sr将取代Nd .正是由于Sr取代的离子不同 ,而使晶体的晶胞参数呈现不同的变化趋势 ,因而陶瓷的微波介电性能也会发生相应的变化 .     

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/℃).     

溶胶-凝胶法制备0．85Pb（Mg1／3Nb2／3）O3—0．15PbTiO3铁电陶瓷及其性能研究

以无机盐和氧化物为原料,柠檬酸和乙二胺四乙酸(EDTA)为复合螯合剂,乙二醇为溶剂,采用溶胶-凝胶法制备了0.85Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.15PbTiO3(PMN-PT)铁电陶瓷粉体及其烧结体.并通过XRD和SEM分析了PMN-PT钙钛矿相的形成和烧结体的显微结构.讨论了不同烧结温度对陶瓷显微结构、介电、铁电及压电性能的影响.结果表明采用溶胶-凝胶法制备的PMN-PT陶瓷适宜烧结温度为1 100℃,比常规固相合成法制备PMN-PT陶瓷的温度低100～200℃,且该条件下烧结的陶瓷性能优异:d33=252 pC/N,Pr=17.8 μC/cm2.     

高温无铅压电陶瓷BFMT-BT的微结构与电性能

采用传统陶瓷制备方法,制备一种高温钙钛矿结构0.71BiFe1-x(Mg1/2Ti1/2)xO3-0.29BaTiO3 (BFMTx-BT)无铅压电陶瓷.研究Bi(Mg1/2Ti1/2)O3 (BMT)改性对该体系陶瓷微结构、介电、铁电与压电性能的影响.结果表明:在所研究的组成范围内BMT不改变陶瓷的晶体结构,居里温度随BMT含量的增加先保持不变,但随BMT的进一步增加明显降低,频率依赖性与弥散相变特征随BMT含量的增加更加明显.矫顽场随BMT含量的增加而降低,剩余极化在BMT含量x≤0.06时变化不大.添加BMT提高了陶瓷的压电常数d33,但使机电耦合系数降低.在BMT含量x=0.03时,BFMTx-BT具有优良的压电性能(d33为155 pC/N)与高居里温度(屯为420℃).     

Ca（ Li1/3 Nb2/3 ） O3-δ基陶瓷的制备工艺研究

研究了制备工艺对Ca（ Li1/3 Nb2/3 ） O3-δ基陶瓷介电性能的影响．研究表明,当球磨时间和成形压力分别为4h、150MPa时,陶瓷微波介电性能最佳：εr=31．6,Qf=13100GHz,τf=-9．4ppm／℃．     

Sr/Pr取代对BST微波介质陶瓷结构和介电性能的影响

在Ba6-3xSm8 2xTi18O54系(x=2/3)微波介质陶瓷中,进行Pr/Sr协同置换Ba4Sm28/3Ti18O54陶瓷中的Sm/Ba,获得了具有钨青铜结构的固溶体结构.固定Pr的量时,随着Sr取代量的增加,介电常数增大,介电损耗先降低后增加,频率温度系数由负变正.在(Ba1-ySry)6-3x(Sm1-zPrz)8 2Ti18O54中,当y=0.1,z=0.2时,具有良好的介电性能εr=74.49,tanδ=0.0008,τf=-1.7ppm/℃.     

烧结温度对（Bi0．5Na0．5）0．94Ba0．06TiO3压电陶瓷微观结构及电性能的影响

采用传统陶瓷工艺,制备了(Bi0.5Na0.5)0.94Ba0.06TiO3压电陶瓷.研究了烧结温度为1 120～1 180℃时陶瓷样品的密度、相组成、显微组织、压电和介电性能.结果表明,所有样品均为三方、四方相共存,有高的体密度.1 160℃烧结陶瓷,体密度可达到最大值(理论密度的98%),并且有很好的电子性能(压电系数d33=131 pC/N,平面机电耦合系数 kp=0.297,介电常数(ε)r=615,介电损耗tanδ=0.020.)     

SrTi_(1-1.25x)Nb_xO_3陶瓷结构及介电性能

采用传统固相法制备了按化学计量比掺杂Nb_2O_5的SrTi_(1-1.25x)Nb_xO_3微波介质陶瓷材料,研究了x为0～0.005时陶瓷的相组成、显微结构和微波介电性能。结果表明:在x增大过程中,SrTi(1-1.25x)NbxO3的相组成并没有太大的变化,其体积密度也是呈现基本不变的趋势。随着Nb5+离子的增加,晶体中的小晶粒数量在不断减少,大晶粒的尺寸迅速增大,同时SrTi(1-1.25x)NbxO3的介电常数(εr)保持基本不变,品质因素(Q×f值)则一直加速增长。当x为0.005时,陶瓷SrTi0.993 75Nb0.005O3获得最佳的微波介电性能:εr=296.41,Q×f=6 953GHz。     

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/℃.     

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。