Ba_(0.2)Sr_(0.8)La_4Ti_4O_(15)微波介电陶瓷的两步烧结法制备及性能表征

采用两步烧结法制备了Ba0.2Sr0.8La4Ti4O15微波介电陶瓷,并通过分析陶瓷的晶相、显微结构及介电性能,与采用传统高温直接烧结法制得的陶瓷样品进行了对比。结果表明,较之高温直接烧结法,采用两步烧结法可通过较长时间保温而制备出粒度小而均匀、无裂纹且介电性能较好的陶瓷。在一次烧结温度为1 600℃、二次烧结温度为1 500℃并保温10 h条件下所制陶瓷介电性能最优:εr=46.52,Q.f=65 496 GHz,τf=–12.1×10–6/℃。     

Sr_(1-x)Ba_xBi_4Ti_4O_(15)铁电陶瓷性能研究

采用传统固相反应法制备了Sr1–xBaxBi4Ti4O15(x=0～1.0)铁电陶瓷,研究了Ba取代量对其烧结性能和介电性能的影响。结果表明,适量Ba取代促使陶瓷样品烧结温度由1240℃降至1130℃左右,tanδ降至20×10–4,体积电阻率ρv提高一个数量级,同时居里峰显著展宽,居里温度tC下降。当x=0.7时,在1130℃烧结6h获得的陶瓷样品综合介电性能较好:εr≈150,tanδ=53×10–4,ρv=1.7×109Ω·m,tC≈430℃。     

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。     

Ca_(0.3)(Li_(0.5)Sm_(0.5))_(0.7)TiO_3微波介质陶瓷低温烧结研究

采用固相反应法,以Ca0.3(Li0.5Sm0.5)0.7TiO3(CLST—0.7)陶瓷为基料,掺杂质量分数为10%的CaO-B2O3-SiO2(CBS)氧化物和2%～6%的Li2O-B2O3-SiO2-CaO-Al2O3(LBSCA)玻璃料为复合烧结助剂,研究了LBSCA掺杂量对CLST—0.7陶瓷的低温烧结行为及微波介电性能的影响。结果表明,复合烧结助剂掺杂促使CLST—0.7陶瓷烧结温度降低了200～300℃,并保持良好的微波介电性能。掺杂质量分数10%CBS和4%LBSCA的CLST—0.7陶瓷经950℃烧结5h后,其εr=71.84,Q·f=1967GHz,τf=41.7×10–6/℃。     

sol-gel法制备Ba_(3.99)Sm_(9.34)Ti_(18)O_(54)微波介质陶瓷

以柠檬酸为络合剂,通过sol-gel法制备了Ba3.99Sm9.34Ti18O54陶瓷前驱体;经1100℃预烧2h压片成型后,再在1300℃保温3h,即得到了烧结致密的陶瓷样品。与传统固相法相比,其烧结温度降低了50℃,且陶瓷晶粒细小,晶粒分布均匀,具有更加优良的微波介电性能:εr=79.56,Q·f=9636GHz(4.71GHz),τf=–1.23×10–6/℃。     

掺杂Li_2CO_3低温烧结ZnO-TiO_2系介质陶瓷的研究

用传统工艺合成了Li2CO3掺杂的ZnO-TiO2系微波介质陶瓷,系统研究了其烧结行为、显微结构和介电性能。结果表明:掺杂质量分数1%的Li2CO3可使ZnO-TiO2陶瓷的烧结温度从1100℃降到980℃;掺杂3%Li2CO3时,在950℃保温2h烧结,于6～8GHz测试试样的介电性能为:εr约为20,Q·f约为40000GHz,τf约为–14×10–6℃–1。     

(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。     

(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/℃)。     

低温烧结BaO-TiO_2-ZnO系陶瓷的研究

将ZnO-H3BO3(ZB)玻璃作为烧结助剂添加到BaO-TiO2-ZnO系(BTZ)陶瓷中,以实现BTZ陶瓷的低温烧结。研究了ZB玻璃的加入及球磨时间对BTZ陶瓷的烧结性能和介电性能的影响。结果表明:ZB玻璃的加入,明显降低了BTZ陶瓷的烧结温度。添加质量分数6%的ZB玻璃、球磨10 h时,BTZ陶瓷能够在950℃下致密烧结,获得良好的介电性能(1 MHz):εr=35.55,tanδ=2.2×10–4,–10×10–6/℃<α<+10×10–6/℃(–55～+125℃)。     

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/℃。     

中温烧结CLNT微波介质陶瓷

研究了Bi2O3对CLNT陶瓷的烧结性能、物相和介电性能的影响。添加4%~10%(质量分数)Bi2O3,在液相Bi2O3和Bi2O3-TiO2两重作用下,烧结温度降至1050℃。XRD分析表明:斜方钙钛矿相出现分裂,产生第二相。随Bi2O3含量增加,Q·f值下降,τf向负温度系数方向移动,当04%,εr因气孔增加而减小。4%Bi2O3试样在1050℃烧结4h,εr为37.8,Q·f为11030GHz,τf为12×10–6℃–1。     

SrBaNb-SrBaTi复合陶瓷的制备和介电性能研究

采用传统固相反应法分别制作了SrxBa1–xNb2O6(x=0.3,0.4,0.5,0.6)和Sr0.6Ba0.4TiO3单相陶瓷以及两相混合的复合陶瓷。结果表明,该制备方法简单,能够精确控制复合陶瓷中SrxBa1–xNb2O6和Sr0.6Ba0.4TiO3的组分含量,其中Sr0.6Ba0.4Nb2O6与Sr0.6Ba0.4TiO3按摩尔比1∶1混合所得复合陶瓷样品的介电温度特性最佳,10kHz下在25～60℃温度范围内αε为3.224×10–7,tanδ小于0.7×10–2。     

无铅1RH-121高频瓷料的研究

在BaO-Nd2O3-TiO2系统中,以SrTiO3、Bi2O3、MnCO3等作为添加剂,按0.8Ba6–3xNd8+2xTi18O54+0.2SrTiO3+(0.7～1.5)(MnCO3+Bi2O3……)的比例配料,按常规工艺进行磨料、喷雾干燥和成型,在1240～1290℃空气中烧成,保温2h得到无铅IRH-121高频瓷料。研究表明,SrTiO3等添加剂的加入量对瓷料介电性能具有明显的影响。批量生产的瓷料性能:εr为115～130,tanδ为(2.0～3.5)×10–4,αC,–25℃时为–(210～240)×10–6,+85℃时为–(220～240)×10–6。     

掺杂Bi_2O_3对Ba_4Sm_(28/3)Ti_(18)O_(54)微波介质陶瓷性能的影响

以Ba4Sm28/3Ti18O54微波介质陶瓷为基础,掺杂Bi2O3进行协调改性,形成固溶式为Ba4(Sm1–yBiy)28/3Ti18O54的结构。结果表明,掺杂Bi2O3能很好地把Ba4Sm28/3Ti18O54微波介质陶瓷的烧结温度降低至1260℃,当y=0.15时,能得到介电性能较佳的微波介质陶瓷:εr约为81,tanδ约为5×10–4,τf为–21×10–6℃–1。     

Ba_(0.7)Sr_(0.3)TiO_3热释电陶瓷材料研究

采用Pechini法制备了100 nm的Ba0.7Sr0.3TiO3纳米粉体,并用凝胶注模成型工艺制备不同Mn含量的BST陶瓷。研究表明,在Mn掺杂量为0.5%(摩尔分数),烧结温度为1 280℃时制备的样品,其热释电性能较好,在居里温度附近,30～40℃时,其平均热释电系数为450μC.m–2.K–1,对应平均探测率优值为5.6μC.m–3.K–1,1kHz频率条件下tanδ低于0.5%,εr为3 500左右(室温20℃,外加偏压200 V/mm)。     

(Sr_(0.5)Ba_(0.5))_(1.9)Ca_(0.1)NaNb_(5–x)TaxO_(15)陶瓷的介电性能

通过Ta掺杂改性钨青铜陶瓷(Sr0.5Ba0.5)1.9Ca0.1NaNb5–xTaxO15(x=0～0.30),分析了Ta掺杂量对其烧结性能、微观结构及介电性能的影响。陶瓷的烧结温度随x的增大略有提高。当x<0.10时,陶瓷的tC和弛豫性变化不大;当x≥0.10时,tm(1kHz)明显降低,从270℃(x=0)降低至231℃(x=0.30)。且tm随频率增加向高温移动,弛豫性明显增强。认为Ta掺杂引起其性能变化是由于Ta—O键与Nb—O键键能的差异,导致陶瓷氧八面体中心离子位移量以及A位离子有序程度的变化所致。     

钨掺杂CaBi_4Ti_4O_(15)基陶瓷的介电和铁电性能研究

用固相反应法制备了钨掺杂的铋层状结构铁电陶瓷Ca0.7La0.3Bi4(Ti1–xWx)4O15(x=0,0.025,0.100和0.200)。研究了钨掺杂对其介电、压电和铁电性能的影响。结果表明,当x<0.1时掺钨陶瓷已形成单晶相。Ca0.7La0.3Bi4(Ti0.975W0.025)4O15陶瓷具有最佳性能,其εr为183.15,tanδ为0.00446,d33为14pC/N,2Pr为26.7×10–6C/cm2,2Ec为220×103V/cm。SEM显示CaBi4Ti4O15基陶瓷的晶粒为片状。