机械球磨时间对液相烧结Ba2Ti3Nb4O18陶瓷材料结构和性能的影响

Ba2Ti3Nb4O18是BaO-TiO2-Nb2O5体系中一种新型的介质材料,具有优良的微波介电性能.为满足低温共烧陶瓷技术(low temperature cofired ceramics,LTCC)对微波介质陶瓷材料的低温烧结要求,实现在900℃与银电极共烧,添加了质量分数为5%的ZnO-B2O3玻璃作助融剂,并研究了机械球磨时间对粉料粒径、陶瓷样品的烧结密度、显微结构和介电性能的影响.机械球磨6h的粉体粒径适中(约90nm),用该粉料制备的陶瓷样品可以在900℃致密烧结(大于理论密度的95%).且高频介电性能为(1MHz下测试):介电常数εt≈36,介电损耗tanδ≈2× 10-4,电容温度系数αc≈2.5×10-6/℃.同时微波介电性能良好:εt=33.3,品质因数和频率的乘积Qf=14274GHz.可与银电极共烧结作为LTCC介质瓷料.     

掺杂B2O3对ZnO-TiO2介质陶瓷的烧结及介电性能的影响

本实验用传统固相法合成了B如。掺杂的ZnO-TiO2系微波介质陶瓷,通过X射线衍射、扫描电镜分析和微波介电性能测试等方法对其烧结行为、显微结构和介电性能进行了系统的研究。结果表明：试样掺杂4wt％B2O3,可使ZnO—TiO2陶瓷的烧结温度从1100℃降到900℃。试样在900℃下烧结2h、掺杂4wt％B2O3,在6-8GHz测试频率下试样的介电性能为：εr≈26、Qf≈19500、τf≈35ppm／℃。     

低温共烧微波介质陶瓷及其器件的研究进展

评述了BiNbO4,MO-TiO2(M=Mg,Zn,Ba),AB2O6(A=Ba,Mg,Zn,B=Nb,Ta),MO-SiO2(M=Ca,Mg,Zn),CaO-Li2O-Nb2O5-TiO2,BaO-Ln2O3-TiO2(Ln=Sm,Nd)等低温共烧(low-temperature co-fired ceramics, LTCC)微波介质陶瓷的结构及性能.讨论了微波介质陶瓷的降温方法、机制及其存在的问题,分析了LTCC微波介质陶瓷工艺特性.概述了滤波器、天线、谐振器等片式多层微波器件的研究进展.提出了LTCC微波介质陶瓷及其器件的今后的研究方向.     

ZnO-B_2O_3-SiO_2微晶玻璃的制备及其低温共烧特性研究

为了满足微波电路小型化、集成化、低成本的发展要求,出现了低温烧结微波介质陶瓷.目前LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramics)技术已被广泛地应用于无线通讯系统中.通过溶胶-凝胶法制备了ZnO-B2O3-SiO2低熔玻璃,经过800℃热处理微晶化后添加到0.3BaZrO3-0.7(Mg0.7Zn0.3)2SiO4复合陶瓷相中,以达到低温烧结的目的.讨论了pH值、温度对凝胶化过程的影响,并通过FTIR和XRD分析了凝胶、玻璃和微晶之间的转变及其结构的变化.研究发现:控制溶胶pH值为0.5,凝胶温度为60℃以及热处理温度为800℃,可以得到稳定的ZnO-B2O3-SiO2微晶玻璃粉末;将其掺入到0.3BaZrO3-0.7(Mg0.7Zn0.3)2SiO4复合陶瓷相中可以将烧结温度降至900℃.低熔微晶玻璃对陶瓷相的润湿性能良好,在较低温度下产生的液相有利于促进微晶玻璃+陶瓷体系的烧结.     

ZnO和Na2O对CaO-B2O3-SiO2介电陶瓷结构与性能的影响

研究了烧结助剂ZnO和Na2 O对CaO -B2 O3 -SiO2 (CBS)系微波介质陶瓷介电性能、相组成及结构特性的影响。烧结助剂ZnO在烧结过程中与B2 O3 及SiO2 生成低熔点玻璃相 ,有效地降低了材料的致密化温度 ,烧结机理为液相烧结。碱金属氧化物Na2 O虽然能够有效降低材料的烧结温度 ,但会破坏硅灰石晶体结构 ,引起材料微波性能显著降低。通过实验 ,制备出了具有优良微波介电性能的陶瓷材料 ,适用于LTCC基板及滤波器等高频微波器件的生产     

低温烧结微波介质陶瓷的研究现状及展望

微波介质陶瓷是现代通讯技术中关键基础材料,综述了低温烧结微波陶瓷的研究现状,介绍了几种重要的低温烧结微波陶瓷体系,指出了改善低温烧结的微波介质陶瓷性能的途径和预期进展.     

Ln(B1/2Ti1/2)O3型微波介质陶瓷的研究进展

综述了Ln(B1/2Ti1/2)O3 (B=Mg, Zn, Co)型微波介质陶瓷的结构、低温烧结及改性研究现状. 少量烧结助剂可有效降低陶瓷的烧结温度,但有时会恶化品质因数(Q×f). 离子取代可显著提高Q×f值,对谐振频率温度系数(τf)无明显影响;而复合改性则可有效调节τf值至近0. 最后探讨了Ln(B1/2Ti1/2)O3型微波介质陶瓷研究中存在的问题和未来的发展趋势,简化和优化合成工艺、实现低温烧结和调节谐振频率温度系数、加强低温烧结、离子取代和复合改性的机理研究是未来重要的研究方向.     

超低温烧结微波介质陶瓷制备工艺的研究进展

传统方法制备微波介质陶瓷通常需要1 000℃以上高温，不仅工艺周期长、能量消耗高，而且难以实现多种材料体系的集成共烧。如今，无线通讯技术的不断革新和蓬勃发展对微波器件小型化、集成化提出了更高要求，低温共烧陶瓷/超低温共烧陶瓷技术被开发和广泛应用。研究烧结温度更低、烧结效率更高，且微波介电性能优异的节能环保型绿色制备工艺，已经成为全球范围内研究热点之一。液相烧结、热压烧结、微波烧结、放电等离子体烧结、闪烧等烧结工艺的提出促进了低温烧结微波介质陶瓷的发展。最近，又出现了一种新的超低温烧结工艺—冷烧结技术。冷烧结具有极低的烧结温度(一般≤300℃)、可在短时间内实现陶瓷高致密化，且在物相稳定性、复合共烧以及晶界控制等方面有着优势，为超低温烧结工艺以及微波介质材料体系的开发提供了新的契机。     

复合烧结助剂对Ca_(0.3)(Li_(0.5)Sm_(0.5))_(0.7)TiO_3微波介质陶瓷低温烧结与性能研究

研究了以Ca_(0.3)(Li_(0.5)Sm_(0.5))_(0.7)TiO_3(CLST-0.7)为基料,复合添加10 wt%CaO-B_2O_3-SiO_2(CBS)、4 wt%Li_2O-B_2O_3-SiO_2-CaO-Al_2O_3(LBSCA)和0～2 wt%CuO氧化物为烧结助剂的微波介质陶瓷的低温烧结行为及微波介电特性.结果表明:随着CuO添加量的增加,陶瓷体积密度、介电常数ε_r、无载品质因数与谐振频率乘积Qf值,都呈先增加后降低,频率温度系数τ_f呈降低的趋势.添加10 wt%CBS、4.0 wt% LBSCA和1.0 wt%CuO的CLST-0.7微波介质陶瓷,在900 ℃烧结5 h具有较佳的微波介电性能:ε_r ＝ 67.31,Qf ＝ 2197 GHz,τ_f＝40.28 ppm/℃.     

MnO2-CuO-TiO2共掺Al2O3陶瓷低温烧结和微波介电性能的研究

作为重要微波介质材料之一,Al₂O₃陶瓷介电性能优良,在微波电路方面得到广泛应用。但Al₂O₃陶瓷的烧结温度较高,制备工序需消耗大量能源。低成本降低烧结温度对Al₂O₃陶瓷的进一步发展具有重要意义。本论文通过MnO₂-CuO-TiO₂掺杂实现了Al₂O₃陶瓷的低温烧结,并对其烧结行为和微波介电性能进行了研究。结果表明,MnO₂、CuO、TiO₂的质量分数分别为0.7%、0.5%、0.8%时,复合掺杂可以大幅降低Al₂O₃陶瓷的烧结温度,所获陶瓷具有良好的微波介电性能。在烧结温度为1 250℃时,Al₂O₃陶瓷的密度可达3.92 g/cm³,介电常数ε_r=10.02,品质因子与谐振频率的乘积Q×f值...     

钛酸锌锂微波介质陶瓷研究进展

Li₂ZnTi₃O₈陶瓷因其较低的烧结温度和良好的微波介电性能受到研究者的广泛关注,有望成为低温共烧候选材料之一。本文主要介绍Li₂ZnTi₃O₈陶瓷的几种制备方法及其优缺点,以及离子置换改性、氧化物掺杂改性和低温共烧对微波介质陶瓷综合介电性能的影响,并对下一阶段Li₂ZnTi₃O₈微波介质陶瓷的研究与应用进行了展望。     

微波介质陶瓷低温共烧研究现状

微波介质陶瓷具有低介电常数、高品质因数和近零谐振频率温度系数的特点,满足微波器件向小型化、低成本化、集成化、和多功能化方向发展的特点。而微波介质陶瓷低温共烧又是满足微波介质电子元器件不断向小型化,轻量化,高集成度和高性能方向发展重要途径。本文对微波介质陶瓷实现低温共烧的途径进行了介绍,主要介绍了四种实现微波介质陶瓷低温共烧的方法。     

高性能陶瓷微波介质材料

微波介质陶瓷可使微波通信和其他微波设备小型化,是有良好发展前景的一种介电材料。目前已经研制出许多具有高介电常数、高品质因数、低介质损耗及小谐振频率温度系数的优质微波介质陶瓷。本文综述近年来微波介质陶瓷在制备工艺、改良介电性能及应用方面的最新进展,并指出了今后的研究方向。     

应用于低温共烧陶瓷元件的La2O3-B2O3-TiO2玻璃和BaNd2Ti5O14陶瓷基复合材料

由BaNd2Ti5O14陶瓷和无铅稀土硼玻璃(LBT)合成的玻璃陶瓷复合材料可以用于制备低温共烧陶瓷元器件(LTCC).本研究对这种玻璃陶瓷复合材料进行了检测,并分析探讨了它的相对密度、收缩率和微波介电特性(εr,Q×f0).低温烧结体呈现出可应用的特性,即相对密度高,超过85%,介电常数εr为13～20,Q×f0为2000～10000.结果显示,这种复合材料在制备高频低温共烧陶瓷元器件方面有很好的应用前景.     

A new BaB2O4 microwave dielectric ceramic for LTCC application

To satisfy the requirements of miniaturization and integration of microwave devices, microwave dielectric ceramics with low sintering temperatures and good microwave dielectric properties are particularly important for LTCC materials. In this study, low-cost BaB₂O₄ ceramics were prepared with different Ba/B ratios using a solid-phase method. Combined with the Raman spectra, the effects of the Raman shift and FWHM of the vibration peaks on the microwave dielectric properties were determined. As a novel microwave dielectric ceramic, BaB₂O₄ consists of a highly dense structure with optimal microwave dielectric properties (ε_r = 4.06, Q×f = 23845 GHz, and τ_f = −7.2 ppm/℃) at a low sintering temperature (840 ℃). In addition, BaB₂O₄ ceramic is chemically compatible with Ag, making it a promising candidate substrate for microwave communications.     

高介电常数微波介质陶瓷及其低温烧结的研究进展

高介电常数微波介质材料是实现现代微波通信器件要求的微型化、集成化发展趋势的重要材料,针对多层结构设计的器件要求,需要微波介质陶瓷能与高电导率电极实现低温共烧。本文综述了近年来高介电常数微波介质陶瓷及其低温烧结研究的最新进展,指出进一步提高陶瓷的介电常数和研究新型低温烧结助剂是今后发展的趋势。     

Low-temperature-sintered MgO-based microwave dielectric ceramics with ultralow loss and high thermal conductivity

With the development of 5G/6G communication, the requirements of portable devices for miniaturization and multifunction make low-temperature co-fired ceramic (LTCC) more and more important. In the area of high-frequency high-density passive integration, microwave dielectric ceramics with a low dielectric loss and high thermal conductivity are urgently needed to ensure the effective signals transmission and system reliability. However, most microwave dielectric ceramics with a low dielectric loss were not applicable for the LTCC technology due to the high sintering temperature. In this work, a series of MgO-based ceramics [(100 − x) wt.% MgO–x wt.% (0.2SrF₂–0.8LiF) (x = 5,7,10)] were prepared by solid-state reaction method. The addition of sintering aid 0.2SrF₂–0.8LiF (S₂L₈) decreased the sintering temperature below 880°C without degrading the microwave dielectric properties of ceramics. Microwave dielectric properties of ceramics, including quality factor Q × f, relative permittivity ε_r, and temperature coefficient of resonant frequency τ_f, were investigated to find the optimum composition and sintering temperature. In general, MgO–7 wt.% S₂L₈ ceramic sintered at 860°C exhibits outstanding properties of Q × f = 180 233 GHz, ε_r = 9.11, τ_f = −40.33 ppm/°C, and a high thermal conductivity of 24.02 W/(m K). This series of ceramics are suitable to be co-fired with Ag electrodes. With all those great properties, this series of MgO-based ceramics are expected to be the candidates for LTCC applications in 5G/6G technology.     

固有烧结温度低的Li基微波介质陶瓷材料

低温共烧陶瓷是近年来微波介质陶瓷材料发展的一个主流方向。固有烧结温度低的介质材料,由于其本身具有低的烧结温度以及优良的微波介电性能,因而,受到了研究者们的广泛关注。文中综合介绍了目前热点研究的固有烧结温度低的Li基CaO-Li2O-Nb2O5-TiO2以及Li2O-Nb2O5-TiO2系陶瓷材料;尤其对Li2O-Nb2O5-TiO2系微波介质材料的结构、微波介电性能等进行了详尽的讨论,分别讨论了具有高介电常数、中介电常数以及低介电常数的各种锂铌钛系陶瓷材料。同时也指出了目前对Li基陶瓷材料结构与性能之间的关系缺乏系统研究以及部分Li基材料的绝缘性能欠佳等问题。