(Na_(1/2)Nd_(1/2))TiO_3陶瓷的晶体结构及微波介电性能

通过固相烧结法制备了具有高介电常数的(Na1/2Nd1/2)TiO3微波介质陶瓷,研究了烧结温度对该陶瓷微观结构及微波介电性能的影响。结果表明,在烧结温度低于或等于1 350℃时,所制陶瓷样品的主晶相为立方相的(Na1/2Nd1/2)TiO3;当烧结温度高于1 350℃时,所制陶瓷样品的主晶相变为四方相的Nd0.667TiO3。陶瓷样品的相对介电常数和品质因数随着烧结温度的升高均先增大后减小,在烧结温度为1 300℃时所制陶瓷样品最为致密,并具有最佳的微波介电性能,εr=110.06,Q×f=8 147 GHz,τf=244.6×10–6/℃。     

Li_2O-B_2O_3-SiO_2玻璃掺杂对BZN陶瓷介电性能的影响

采用传统的固相反应法制备了Li2O-B2O3-Si O2(LBS)玻璃掺杂的(Bi1.5Zn0.5)(Zn0.5Nb1.5)O7(BZN)陶瓷,研究了LBS作为烧结助剂对BNZ陶瓷的烧结特性、晶相组成、微观结构以及介电性能的影响。结果表明,添加少量LBS玻璃后的陶瓷试样中没有出现第二相,主晶相仍为立方焦绿石结构。烧结助剂能有效降低BZN陶瓷的烧结温度,当LBS质量分数为0.6%时,陶瓷试样的烧结温度降到900℃,制备的试样具有良好的介电性能:相对介电常数为159,介质损耗为8×10–4(1 MHz)。     

钛酸锌镁介质陶瓷的制备与介电性能

采用固相合成法制备了Mg0.22Zn0.78TiO3(简称MZT)化合物陶瓷粉体,研究了烧结助剂及Ca O掺杂对MZT介质陶瓷的烧结和介电性能的影响。实验结果表明,掺杂少量的Ca O能改善MZT陶瓷的介电性能,加入质量分数为10%烧结助剂,能获得一种能在较低温度下烧结的MZT系瓷料,烧结温度为1 000℃时,测得陶瓷样品的最佳介电性能:相对介电常数约为21,介质损耗小于1.5×10-4,介电常数温度系数符合C0G瓷料的要求。     

MgO含量对微波高Q介电材料电性能与微观结构的影响

借助典型的固相反应烧结机制,研究了MgO含量对微波高品质因数瓷介材料微观结构与介电性能参数影响的规律。结果表明:高温烧结的镁钛系瓷介质中,随着MgO含量增加,Mg2TiO4晶相的含量逐渐降低、瓷体晶粒由尖晶石型演变为氯化钠型结构,对应的微波介电常数出现缓慢降低,在10.10~13.37范围连续可调。当x=16时,在1 525℃/2 h烧成,可获得性能优良的(2+x)MgO-TiO2陶瓷,其ρ=3.49 g·cm–3,εr=10.37,Q·f=118 747 GHz(f=10.47 GHz),τf=–53.35×10–6℃–1。     

烧结温度对硼硅酸盐玻璃/氧化铝复相陶瓷性能的影响

采用流延成型工艺制备了硼硅酸盐玻璃/氧化铝陶瓷生瓷带,并经烧结制备了陶瓷试样。研究了烧结温度对所制陶瓷烧结性能、介电性能与微观结构的影响。结果表明:随着烧结温度的升高,所得陶瓷试样的体积密度、烧结收缩和介电常数均先增大后减小;当烧结温度达到850℃时,陶瓷试样中开始析出钙长石晶相;经880℃烧结所得陶瓷性能较佳:体积密度为3.08 g/cm3,在20 MHz下相对介电常数为7.7,介质损耗为2.0×10–4,25～600℃内线膨胀系数为8.3×10–6/℃,满足LTCC基板材料的应用要求。     

CoO掺杂95MCT陶瓷的微波介电性能

采用固相反应法制备了CoO掺杂的0.95MgTiO_3-0.05CaTiO_3(95MCT)介质陶瓷.研究了CoO掺杂对95MCT介质陶瓷烧结特性、相结构和微波介电性能的影响.结果表明,CoO掺杂的95MCT陶瓷的主晶相为MgTiO_3和CaTiO_3两相结构;CoO掺杂能有效降低95MCT陶瓷的烧结温度至1 250 ℃,同时提高陶瓷的品质因数.w(CoO)=2.6%的95MCT陶瓷在1 250 ℃烧结获得最佳性能,即介电常数ε_r =20.9,品质因数与频率的乘积Q×f= 48 908,介电常数温度系数α_c=1.06×10~(-5).     

ZnO掺杂MgTiO3-CaTiO3陶瓷的介电性能

采用固相反应法制备 (Mg0.95-xZnxCa0.05)TiO3介质陶瓷.研究了ZnO掺杂对MCT陶瓷介电性能的影响.结果表明,ZnO掺杂的MCT陶瓷的主晶相为MgTiO3和CaTiO3两相结构,随着ZnO掺杂量的增加,有第二相产生,为Zn2TiO4.ZnO掺杂能降低MCT陶瓷的烧结温度到1 250 ℃,且对介电常数温度系数αc 有调节作用.当 x=0.02时在1 250 ℃温度烧结2.5 h获得最佳性能,即介电常数εr =21.7,介电损耗 tan δ=1×10-5,介电常数温度系数αc =2.12×10-5.     

预烧工艺对MgTiO_3系MLCC瓷料性能的影响

以Mg(OH)2,TiO2,CaCO3和ZnO为主要原材料,采用不同预烧工艺合成了MgTiO3主晶相材料。研究发现,快速升温到高温区(1150℃),然后降低温度至1000℃并保温4h所得的MgTiO3主晶相材料,为结构均匀、近似球形的颗粒,用其制备的MLCC瓷料,比表面积为5.5～6.5m2/g,分散性好。这种瓷料适合制造薄介质膜,制得的MLCC具有优良的介电性能,其绝缘强度E大于1.243V/m,tanδ小于1.3×10–4,εr为15.0～15.5。     

Zn-Al共掺MgTiO3-CaTiO3陶瓷的结构与性能

采用固相反应法制备了(Mg0.93Ca0.05 Zn0.02)(Ti1-xAl)O3介质陶瓷.研究了Zn-Al共掺杂对0.95MgTiO2-0.05CaTiO3(95MCT)陶瓷性能的影响.结果表明,Zn-Al共掺杂的95MCT陶瓷的主晶相为MgTiO3和CaTiO3两相结构,有第二相CaAl2O4出现;Zn-Al共掺杂能有效降低95MCT陶瓷的烧结温度至1300℃,且得到致密的晶粒结构,改善介电性能,并对介电常数温度系数具有调节作用.当掺杂Zn2+、Al2+的摩尔分数均为0.02时,在1300℃烧结2.5 h获得最佳性能:介电常数为20.35,介电损耗为2.0×10-6,介电常数温度系数为-1.78×10-6.     

添加玻璃粉对Ba_2Ti_9O_(20)系瓷料低温烧结的影响

采用H3BO3、ZnO、SiO2、Al2O3、Li2CO3和CaCO3等原料,通过高温熔融、淬火等工艺,获得了低熔点玻璃粉,研究了玻璃粉的熔融、力学性能、介电性能及其含量对MLCC瓷料烧结的影响。结果表明:在Ba2Ti9O20主晶相材料中加入质量分数为4%～7%的低熔点玻璃粉,有利于瓷料在910～950℃低温烧结致密,其绝缘电阻率ρ大于1013Ω·cm,tanδ为(1.2～2.0)×10–4,εr为32～38。     

陶瓷微结构的制作研究

研究了一种制作高精度、大高宽比高铝陶瓷微器件的工艺方法。首先利用同步辐射曝光,制作出带有微结构的PMMA模具。模压后,溶去模具,在1 700℃烧结成型。利用这种工艺,获得了宽度23μm,高度400μm的陶瓷微结构。同时,利用该工艺进行了陶瓷微反应器的初步研制,实现了陶瓷微管道的加工。     

Scaling the Stiffness,Strength, and Toughness of Ceramic‐Coated Nanotube Foams into the Structural Regime

Natural materials such as bone and tooth achieve precisely tuned mechanical and interfacial properties by varying the concentration and orientation of their nanoscale constituents. However, the realization of such control in engineered foams is limited by manufacturing‐driven tradeoffs among the size, order, and dispersion uniformity of the building blocks. It is demonstrated how to manufacture nanocomposite foams with precisely controllable mechanical properties via aligned carbon nanotube (CNT) growth followed by atomic layer deposition (ALD). By starting with a low density CNT forest and varying the ALD coating thickness, we realize predictable ≈1000‐fold control of Young's modulus (14 MPa to 20 GPa, where E ～ ρ ^2.8), ultimate compressive strength (0.8 MPa to 0.16 GPa), and energy absorption (0.4 to 400 J cm^–3). Owing to the continuous, long CNTs within the ceramic nanocomposite, the compressive strength and toughness of the new material are 10‐fold greater than commercially available aluminum foam over the same density range. Moreover, the compressive stiffness and strength equal that of compact bone at 10% lower density. Along with emerging technologies for scalable patterning and roll‐to‐roll manufacturing and lamination of CNT films, coated CNT foams may be especially suited to multifunctional applications such as catalysis, filtration, and thermal protection.     

真空电子器件用氧化铝陶瓷显微结构的研究

对真空电子器件用氧化铝陶瓷显微结构进行研究，着重对显微结构与化学成分、工艺、性能的关系以及显微缺陷对性能的影响展开讨论，并提出了自己的一些看法。     

0—3型压电陶瓷－聚合物复合材料的乘积性质

提出０—３型压电陶瓷－聚合物复合材料具有乘积性质，并基于复合材料的串联和并联模型进行了理论分析。分析表明，０—３型压电陶瓷－聚合物复合材料产生最大乘积效应的必要条件为两组元的体积分数约０．５左右。作为实例，分析了ＰＺＴ－ＰＶＤＦ、ＴＧＳ－ＰＶＤＦ和ＢＴ－ＰＶＤＦ热释电复合材料的实验结果，发现了增强热释电效应，实验结果与理论预测相符合     

激光二极管抽运的国产Yb:YAG陶瓷激光器

研究了国产Yb：YAG陶瓷的激光输出特性。激光器采用激光二极管（LD）纵向同轴抽运Yb：YAG陶瓷样品，样品的掺杂原子数分数为1％，一端面镀940nm和1030nm双增透膜，另一端面镀1030nm增透膜，激光器在1031nm处获得了近红外激光输出。实验中分别测试了Yb：YAG陶瓷在不同输出透射率（T=4％，8％，10％）条件下的激光输出特性。整个实验过程中，激光器维持基横模运转。当输出透射率为10％，吸收的抽运功率为9W时，激光器获得最大的激光输出功率为1．63W，相应的斜率效率为23．2％。     

(La、Nb)共掺杂TiO2压敏陶瓷第二相形成机理

研究了(La、Nb)共掺杂TiO2压敏陶瓷第二相的形成机理.以锐钛矿TiO2、Nb2Os和La2 O3氧化物粉体为原料,采用传统固相烧结工艺制备了( La、Nb)共掺杂TiO2压敏陶瓷,采用SEM、EDS、XRD、AFM和TEM检测了(La、Nb)共掺杂TiO2压敏陶瓷样品的显微结构、化学组成、物相组成、热蚀沟和显微形貌;通过点缺陷热力学分析、晶界能和材料结构检测分析讨论了(La、Nb)共掺杂TiO2压敏陶瓷第二相的形成机理.研究结果表明,第二相的形成起源于掺杂La3+和Nb5+在晶界的偏析,偏析驱动力为弹性应变能.偏析离子在高能量晶粒表面或晶界面成核,并逐渐长大形成第二相.第二相主要在能量较高的晶面上生长,这有利于使整个材料体系的能量最低.     

陶瓷激光器的研究进展

综述了多晶透明陶瓷的研究现状，着重讨论了Nd:YAG多晶陶瓷作为激光棒的可行性以及优势所在。     

多层陶瓷电容器的发展及其动向

小型、低压、大容量化，片式高压系列化和低成本化是当前多层陶瓷电容器的主要技术发展趋势；移动通信设备和开关电源等产品是其应用的热门。瓷膜材料的面世，符合多层陶瓷电容器的低成本、小型和大容量化的发展潮流，将会取得推广与应用。     

一种高频低介MLC用瓷料系统的研究

选取MgO-SiO2-TiO2系作为研究对象,研究实验工艺及瓷料组成对系统介电性能的影响。借鉴高频低介瓷的基本组成原则,反复研究成分配比,确定了系统的最佳组成。高频下得到了性能优良的低介、低损耗、低电容量温度系数、高体积电阻率的多层陶瓷电容器用瓷料,用其制成的MLC可广泛应用于航空、航天、国防军事等尖端技术设备中。     

红外探测器封装陶瓷衬底材料特性及其应用研究

随着红外探测器阵列规模快速提升,在封装杜瓦要求轻量化、低成本、高效率的形势下,封装杜瓦陶瓷衬底设计难度加大。文章对比了几种科研实际中使用的陶瓷材料特性及其工艺可行性;研究了在测试杜瓦中,随着混成芯片阵列规模的提升,热应力与芯片尺寸的相对关系;研究了Al2O3、AlN、SiC衬底材料在降低芯片热应力方面的能力差异;结合目前陶瓷加工工艺水平、加工成本以及探测器阵列规模,给出了Al2O3、AlN、SiC衬底材料在实际应用中的选取建议。