B2O3-Li2O掺杂低温烧结Ba0.6Sr0.4TiO3陶瓷的介电性能

采用传统陶瓷制备工艺,通过B2O3-Li2O的有效掺杂,低温液相烧结制备了Ba0.6Sr0.4TiO3(BST)陶瓷,并对其介电性能进行了研究.X射线衍射分析和介电性能测试结果表明:适量B2O3-Li2O掺杂的BST陶瓷,经97S℃烧结4h,所得样品的主晶相为钙钛矿结构,未出现明显的杂相;随B2O3-Li2O掺杂量的增加,BST陶瓷材料的介电常数减小,Curie峰变得弥散宽化,介电损耗则与未掺杂BST陶瓷的保持一致,即在0.003以下:适量B2O3-Li2O的掺杂对BST陶瓷材料的Curie温度和介电调制性能影响不大.     

Ba(Mg1/3Nb2/3)O3-Mg4Nb2O9复相陶瓷微波介电性能研究

采用传统固相法制备了(1?x)Ba(Mg1/3Nb2/3)O3?xMg4Nb2O9 [(1?x)BMN?xM4N2,x = 0.003 ~ 0.125] 微波介质陶瓷,研究了相结构、烧结性能与介电性能随 x 的变化规律。结果表明： BMN 与 M4N2 可以两相共存,且二者间存在有限固溶,BMN 的烧结温度及高温稳定性有所降 低。随着 x 的增大,介电常数 εr和谐振频率温度系数 τf逐渐减小,Q × f 值的变化易受到 BMN 有序参数 S 的影响,高度 1:2 有序的 x = 0.026 陶瓷获得了最大 Q × f 值 125000 GHz。综合来看, 在 1320°C 下保温 4 h 烧结的 x = 0.125 样品表现出最佳的微波介电性能：εr = 26.6,Q × f = 111000 GHz,τf = 5 ppm/ºC。     

Zn1-xCax(Ti0.6Zr0.4)Nb2O8陶瓷的微波介电性能

采用传统固相反应法制备Zn_(1–x)Ca_xTi_(0.6)Zr_(0.4)Nb_2O_8(x=0.05,0.10,0.20,0.30)微波介质陶瓷,研究了不同Ca~(2+)取代量对Zn_(1–x)Ca_xTi_(0.6)Zr_(0.4)Nb_2O_8陶瓷的物相组成、显微结构及微波介电性能的影响,利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和网络分析仪等对其晶体结构、微观形貌及微波介电性能进行表征。结果表明:Ca~(2+)取代Zn~(2+)会导致Ca Nb_2O_6第二相的形成,且随Ca~(2+)含量的增加,ZnTiNb_2O_8相含量减少;Ca Nb_2O_6相的含量增加,导致Zn_(1–x)Ca_xTi_(0.6)Zr_(0.4)Nb_2O_8陶瓷的介电常数和品质因数减小,谐振频率温度系数向正方向移动。当x=0.3时,Zn_(1-x)Ca_xTi_(0.6)Zr_(0.4)Nb_2O_8陶瓷在1 140℃烧结并获得最佳微波介电性能:ε_r=30.42,Q×f=47 280 GHz,τ——f=–25.37×10~(–6)/℃。     

低温烧结Mg4Nb2O9微波介质陶瓷

分别研究了不同含量Li2CO3/V2O5共掺杂和部分Li取代Mg对Mg4Nb2O9基陶瓷烧结特性、显微结构和微波介电性能的影响.结果表明:Li2CO3/V2O5共掺杂或部分Li取代Mg,均能使Mg4Nb2O9基陶瓷的烧结温度从1 400℃降至950℃,但其烧结机理不同.Li2CO3/V2O5共掺杂Mg4Nb2O9(MNLV)样品中的低熔点液相,使MNLV陶瓷的致密化烧结温度降低.部分Li取代Mg显著降低了(Mg(4-x)Lix)(Nb1.92V0.08)O(9-δ)(MLNV)样品的致密化烧结温度.950℃烧结,相对于MNLV样品的品质因数(Q=13276)而言,MLNV样品的Q值(1 759)显著恶化,这是由于Li1+占据Mg2+晶格.使晶体中非谐振项损耗增加.     

Mn掺杂BaTi4O9陶瓷结构和介电性能

用电子陶瓷工艺制备主晶相为BaTiO9(BT4)的介电陶瓷,研究用锰掺杂的BaTi4O9陶瓷的结构和介电性能。XRD研究表明BaTiO9属正交晶系,空间群Pmmn,晶格常数为a=1.453nm,b=0.379nm,c=0.629nm,每个原胞有两个分子,钛原子位于变形的氧八面体之中。这种氧八面体的极化类似于或大于在BaTiO3和PbTiO3铁电相观察到的极化。锰掺杂极大地增强了Q值,在1MHz下测得的Q值为12500。而没有掺杂的陶瓷有高的损耗,这可能是由于在空气中烧结时形成的Ti^3 ,显然锰的作用是在缺陷平衡中作为一种补偿剂,依据反应：Mn^3 Ti^3 →Mn^2 Ti^4 ,可能有助于Ti^4 的形成,BaTi4O9陶瓷具有优良的介电性能;低介质损耗、中等介电常数和介电常数温度系数。此种陶瓷造成多层陶瓷电容器开拓了一种新的应用领域。     

Mg4Nb2O9/CaTiO3复合介质陶瓷的结构和介电性能

以1.7%(质量分数)V2O5为烧结助剂,采用传统固相反应法制备了(1-x)Mg4Nb2O9 xCaTiO3[(1-x)MN-xCT]颗粒复合微波介质陶瓷.研究了陶瓷的微观结构和微波介电性能.结果表明:当0.5≤x≤0.7时,经1 150℃烧结5 h制备的(1-x)MN-xCT样品仍为Mg4Nb2O9和CaTiO3相,没有生成其它新相,在不同相之间存在元素扩散.当x从0.3增加到0.7,样品的相对介电常数(εr)和谐振频率(f)温度系数(τf)随x值的增加而增大,而品质因数(Q)却随x增大而降低.当x=0.5,1 150℃烧结5h后,获得的0.5Mg4Nb2O9/0.5CaTiO3 1.7%V2O5微波介质陶瓷的εr=20,Qf=48000 GHz(f=8 GHz),τf=12×10-6/℃.     

MgO-CeO2二元系复相陶瓷的微波介电性能研究

采用传统固相法制备了xMgO-yCeO2[摩尔百分比(mol％):x:y=1:1、1:2和2:1]二元系微波介质陶瓷,并研究了该体系的相组成、烧结性能和微波介电性能之间的影响关系.X射线衍射(XRD)结果表明,当烧结温度为1520～1680℃时,所研究组分范围内MgO-CeO2二元系并未形成固溶体,均为MgO与CeO2两相共存态;电子扫描显微镜带能谱仪(SEM-EDS)分析结果也进一步证实了这一现象的正确性.这说明,在MgO-CeO2二元体系内,各组分反应的吉布斯标准自由能较高.此外,由矢量网络分析仪测试所得的微波介电性能可知,随着烧结温度的增加,MgO-CeO2、2MgO-CeO2和MgO-2CeO2复相陶瓷的εr受温度的影响程度较小,而Q×f值(f=6.6～7.7 GHz)则呈先增后减趋势;其中,在1600℃烧结4 h时,该系列样品的τf值均处于(-59～-62)×10-6/℃范围内.此外,以上分析结果也为MgO-CeO2二元系相图的成分裁剪范围和构建提供了一定的实验依据.     

(Mg4-xLi2x)(Nb1.92V0.08)O9陶瓷微波介电性能

采用固相合成法制备了(Mg_(4-x)Li_(2x))(Nb_(1.92)V_(0.08))O_9系列微波介质陶瓷。通过XRD、SEM以及HP网络分析仪等测试手段对其烧结特性、晶体结构和微波介电性能进行了系统研究。结果表明:x<0.3时形成了(Mg_(4-x)Li_(2x))(Nb_(1.92)V_(0.08))O_9固溶体;x≥0.3时,除主相(Mg_(4-x)Li_(2x))(Nb_(1.92)V_(0.08))O_9外,还有少量第二相Li3Mg2NbO6生成。微波介电常数ε随x的增大持续升高,品质因数Q则先增大后减小。x=0.2,950℃,5h烧结样品的微波介电性能达到最佳:ε=12.7,Q.f=14078GHz(f0=8GHz)。     

MgSn0.05Ti0.95O3-SrTiO3复相陶瓷的显微结构与微波介电性能

采用传统固相法制备了不同摩尔配比的(1-x)MgSn0.05Ti0.95O3-xSrTiO3微波介质复相陶瓷材料,研究了复相陶瓷的烧结特性、显微结构和微波介电性能.结果表明:MgSn0.05Ti0.95O3和SrTiO3两相共存,无固溶现象.随着SrTiO3含量的增多,(1-x) MgSn0.05Ti0.95O3-xSrTiO3的相对介电常数(εr)线性增大,品质因数(Q×f)下降,谐振频率温度系数(τf)从负值变为正值.通过调节x值,可以获得近零的τf值.陶瓷的τf变化符合Lichtenecker混合法则.0.98MgSn0.05Ti0.95O3-0.02SrTiO3复相陶瓷在1330℃烧结4h,获得最佳的微波介电性能:εr=19.32,Q×f=193.527 THz,τf=-2×10-6/℃.     

低温烧结Mg4Nb2O9微波介质陶瓷

研究了V2O5对Mg4Nb2O9陶瓷的烧结温度、相结构和微波介电性能的影响.结果表明,添加1％～8％的V2O5,能使该陶瓷的烧结温度降低到1000～1050℃而对其微波介电性能的影响很小,材料的主晶相为有序型刚玉结构的Mg4 Nb2O9,存在Mg4Nb2O6和Mg5Nb4O15杂相而没有检测到V2O5的存在.陶瓷的密度对微波介电性能起着决定性作用,介电常数e1与密度成线性关系(在99.99％的置信限内,其相关系数为0.98252),Q·f值与密度的关系较复杂.添加1％的v2O5,将Mg4Nb2O9陶瓷的烧结温度降低到了1050℃,得到了εr=12.72,Q·f=151040GHz的优异性能.     

Mg4(Mb2-xSbx)O9陶瓷的制备与微波介电性能

采用传统固相反应法制备了Mg4(Nb2-xSbx)O9陶瓷,研究了该材料的烧结性能、物相结构、显微组织和微波介电性能.X射线衍射结果显示,在x小于或等于1.6的范围内,形成了具有α-Al2O3刚玉型晶体结构的连续固溶体,晶轴长度和晶胞体积均随着锑含量的增加而降低.在x等于2.0时,Mg4Sb2O9的物相结构发生了变化,晶轴长度和晶胞体积也发生了突变.当0.4≤x≤O.8时,陶瓷的烧结温度从1400℃降低到了1300℃;而当x≥1.2后,陶瓷的烧结性能和微波介电性能均降低.在1300℃,5h的烧结条件下,Mg4(Nb1.6Sb0.4)O9陶瓷的微波介电常数(εr)为12.26,Q·f为168450 GHz.     

添加TiO2对Mg4Nb2O9陶瓷的结构与性能的影响

Mg4Nb2O9具有与α-Al2O3相同的刚玉型晶体结构,可望成为新一代高Q、低ε基板材料.然而,该材料却具有很大的负谐振频率温度系数(τf=-7.05×10-5/℃),期望通过添加TiO2(τf=4.50×10-4/℃)以达到调整的目的.适量的添加TiO2将Mg4Nb2O9陶瓷的烧结温度降低了约100℃,并增强了陶瓷的性能,微波介电性能与其密度呈线性关系.由于添加的TiO2与Mg5Nb4O15反应形成了(Ng,Ti)5(Nb,Ti)4O15第二相,使得TiO2对该陶瓷τf值的调整作用不显著.1300℃、5h烧结添加质量分数为2.5%的TiO2的Mg4Nb2O9陶瓷具有最佳的性能:εr=13.61,Q·f=196620GHz,τf=-5.04×10-5/℃.     

Ca0.6Mg0.4Zr4P6O24陶瓷的烧结

本文研究了ZnO烧结助剂对Ca0.6Mg0.4Zr4P6O24陶瓷烧结行为的影响.ZnO的引入导致Ca0.6Mg0.4Zr4P6O24陶瓷的液相烧结.引入3wt%ZnO,在1100℃保温1.5小时烧结,Ca0.6Mg0.4Zr4P6O24陶瓷的相对密度可达99.1%.ZnO引入量过多或烧结时间过长,将导致二次再结晶,抑制Ca0.6Mg0.4Zr4P6O24陶瓷的致密化.     

BiFeO3-SrBi2Nb2O9陶瓷的介电与铁电性能研究

用传统的固相反应法制备了单相层状钙钛矿结构的xBiFeO3-(1-x)SrBi2Nb2O9(x=0、0.05、0.1)的铁电陶瓷,并对其电学性能进行了研究。研究结果表明BiFeO3的掺入降低了SBN的烧结温度,陶瓷晶粒尺寸减小,致密度提高;介电性能得到了改善,居里温度和在居里点的介电常数提高;铁电性能恶化,耐压特性下降。     

Dielectric Properties and Low‐Temperature Sintering of the Ba0.6Sr0.4TiO3 Ceramics with B2O3/CuO Additions

The sintering behaviors and dielectric properties of Ba_0.6Sr_0.4TiO₃ ceramics were investigated as a function of B₂O₃ and CuO content. The addition of both B₂O₃ and CuO reduced the sintering temperature of Ba_0.6Sr_0.4TiO₃ about 500°C. It was suggested that a liquid phase BaCu(B₂O₅) was formed and assisted the densification of Ba_0.6Sr_0.4TiO₃ ceramics. Ba_0.6Sr_0.4TiO₃ ceramics co‐doped with 3.0 mol% B₂O₃, and 2.0 mol% CuO, sintered at 950°C for 5 h, had a dense microstructure and showed good microwave dielectric properties of a moderate dielectric constant (ε = 1048), low dielectric loss (0.0090) and high tunability (42.2%) at dc electric field of 30 kV/cm.     

ZrSiO4颗粒/Ca0.6Mg0.4Zr4P6O24基复相陶瓷的烧结行为及力学性能

本文对ZrSiO4颗粒/Ca0.6Mg0.4Zr4P6O24基复相陶瓷的烧结行为及力学性能进行了研究.发现引入ZrSiO4相,可促进Ca0.6Mg0.4Zr4P6O24基陶瓷的烧结,并抑制主晶相的晶粒长大.在Ca0.6Mg0.4Zr4P6O24中引入10vol%ZrSiO4,可获得一种具有较高抗弯强度(197MPa)和较低热膨胀系数(1.54×10-6/℃)的NZP基复相陶瓷材料.     

掺杂玻璃助剂的Ba5Nb4O15陶瓷烧结特性及介电性能

引入玻璃烧结助剂,采用液相烧结手段制备了低温烧结Ba5Nb4O15微波介质陶瓷.采用X射线衍射和扫描电子显微技术分析了陶瓷的物相组成和微观形貌.研究表明:陶瓷主晶相为Ba5Nb4O15,铋硅酸盐玻璃在陶瓷中以液相形式存在,促使陶瓷烧结温度从1300℃降至1100℃.添加4wt.％铋硅酸盐玻璃的Ba5Nb4O15陶瓷在1100℃烧结,具有良好的微波性能:相对介电常数εr=39.01,品质因子Q × f=12214GHz.