钙钛矿和类钙钛矿型微波介质陶瓷的研究进展EI北大核心CSCD

钙钛矿和类钙钛矿型微波介质陶瓷因其独特的化学结构而具有非常优异的介电性能,已广泛应用于卫星通信、雷达、民用移动通信等领域,在微波通讯技术中扮演着重要的角色,是目前功能陶瓷领域的研究热点之一.综述了近年来钙钛矿和类钙钛矿型微波介质陶瓷的研究进展,介绍了钙钛矿型陶瓷的晶体结构、微波介电性能.总结了不同位离子置换、复合改性以及低温烧结等对钙钛矿和类钙钛矿型陶瓷微波介电性能的影响,提出了目前该类微波介质陶瓷研究所存在的主要问题,并对其发展方向进行了展望.     

前驱体合成法制备O.34CaTiO3-O.66Ca(Mg1/3Nb2/3)O3微波介质陶瓷

用前驱体合成法制备了0.34CaTiO3-0.66Ca(Mg1/3Nb2/3)O3复合钙钛矿型微波介质陶瓷,并研究了烧结温度、烧结时间对材料介电性能的影响.结果表明:CMNT陶瓷在1300℃下保温5h的条件下烧成时,获得较好的微波介电性能,微波介电性能:εr为59.5,Q·f值为29,700GHz(6.7GHz下).     

复合钙钛矿陶瓷的结构与微波介电性能

介绍了复合钙钛矿化合物结构的本质特征，讨论了钙钛矿结构对微波介质陶瓷材料的介电性能（介电常数、介质损耗、频率温度系数）的各种影响因素。     

微波水热温度对KNLNS粉体及陶瓷晶体结构与性能的影响

采用微波水热法制备了(K0.5005Na0.4275Li0.05)(Nb0.95Sb0.05)O3(KNLNS)无铅压电粉体,研究了不同微波水热温度条件下合成KNLNS粉体并以此粉体制备的陶瓷的晶体结构、显微形貌和介电性能.研究结果表明:当粉体合成温度为180℃时,粉体及陶瓷均不具有纯钙钛矿晶体结构,介电性能不佳;合成温度高于190℃,粉体及陶瓷均具有正交纯钙钛矿结构,粉体形貌呈立方状.合成温度高于200℃,对粉体及陶瓷的晶体结构和介电性能影响较小.     

Bi_4B_2O_9对(Ca_(0.2)Sr_(0.05)Li_(0.375)Sm_(0.375_)TiO_3陶瓷烧结和微波介电性能的影响

采用传统固相法制备(Ca0.2Sr0.05Li0.375Sm0.375)TiO3钙钛矿微波介质陶瓷,研究了Bi4B2O9对(Ca0.2Sr0.05Li0.375Sm0.375)TiO3陶瓷微波介电性能的影响,利用X射线衍射仪、扫瞄电子显微镜和矢量网络分析仪对其晶体结构、显微组织和微波介电性能进行了研究。结果表明:掺10%Bi4B2O9的(Ca0.2Sr0.05Li0.375Sm0.375)TiO3陶瓷,其烧结温度由1 300℃降至1 080℃。当添加3.5%Bi4B2O9时,其最佳烧结温度为1 150℃,陶瓷的微波介电性能最佳(相对介电常数εr=116.9;品质因数Q×f=3 500GHz;频率温度系数τf=1.2×10-6/℃)。     

Bi4B2O9对(Ca0.2Sr0.05Li0.375Sm0.375</sub>TiO3陶瓷烧结和微波介电性能的影响

采用传统固相法制备(Ca0.2Sr0.05Li0.375Sm0.375)TiO3钙钛矿微波介质陶瓷,研究了Bi4B2O9对(Ca0.2Sr0.05Li0.375Sm0.375)TiO3陶瓷微波介电性能的影响,利用X射线衍射仪、扫瞄电子显微镜和矢量网络分析仪对其晶体结构、显微组织和微波介电性能进行了研究。结果表明:掺10%Bi4B2O9的(Ca0.2Sr0.05Li0.375Sm0.375)TiO3陶瓷,其烧结温度由1 300℃降至1 080℃。当添加3.5%Bi4B2O9时,其最佳烧结温度为1 150℃,陶瓷的微波介电性能最佳(相对介电常数εr=116.9;品质因数Q×f=3 500GHz;频率温度系数τf=1.2×10-6/℃)。     

(1-x)Ba4Sm9.33Ti18O54-xCa0.61Nd0.26TiO3系微波介质陶瓷

采用固相合成法制备了(1-x)Ba4Sm9.33Ti18O54-xCa0.61Nd0.26TiO3[(1-x)BST-xCNT]系微波介质陶瓷.探讨了组成、烧结温度对微波介质陶瓷结构、介电性能的影响.x＜0.6时,(1-x)BST-xCNT陶瓷为正交结构的新型钨青铜单相.x≥0.6时,相继出现了第二相Sm2Ti2O7和钙钛矿相,最终形成钙钛矿单相.微波介质陶瓷的介电常数ε随x的增大持续升高,品质因子Qf值则先增大后迅速减小再急剧增大.1 325～1 350 ℃烧结样品的微波介电性能达到最佳:x=0时,ε=75,Qf=8985GHz,谐振频率温度系数τf=-8.2×10-6/℃;x=0.2时,ε=75,Qf=9 552GHz,τf=-14.4×10-6/℃;x=1时,ε=108.9,Qf=14919GHz,τf=236.2×10-6/℃.     

PZN－PFN－PFW系陶瓷的介电性质和钙钛矿相的稳定作用

研究了Ｐｈ（Ｚｎ１／３Ｎｂ２／３）ｘ（Ｆｅ１／２Ｎｂ１／２）０．６４－ｘ（Ｆｅ２／３Ｗ１／３）０．３６Ｏ３（ＰＺＮ－ＰＦＮ－ＰＦＷ）系陶瓷中ＰＺＮ含量与焦录石相形成间的关系，以及少量添加剂对钙钛矿相的稳定和介电性能的影响。在该系中仅添加０．１５ｗｔ％ＭｎＣＯ３就可制备１００％钙钛矿型结构的陶瓷。文中报导了该系组成的相关系和介电性质。钙钛矿结构的陶瓷介电常数高，电容温度系数较低。     

BaCu(B_2O_5)助烧对CaO-BaO-Li_2O-Sm_2O_3-TiO_2微波介质陶瓷低温烧结和介电性能的影响

研究了BaCu(B_2O_5)(简写为BCB)掺入对14CaO-4BaO-8Li_2O-12Sm_2O_3-63TiO_2(简写为CBLST)微波介质陶瓷介电性能的影响.用XRD和SEM研究其相组成及微观形貌.结果表明:BaCu(B_2O_5)掺入能显著降低CBLST陶瓷的烧结温度,由1325 ℃降至1100 ℃.1100 ℃烧结2 h后,仍包含正交钙钛矿相和棒状的BST相.掺入6wt% BaCu(B_2O_5)的CBLST陶瓷取得了较好的介电性能:Kr=87.76,tanδ=0.018,TCF=-4.27 ppm/℃(1 MHz).     

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。     

Al2O3陶瓷微波介电性能的研究与进展

近年来随着微波通讯技术与微波集成电路(microwave integrate circuits,MICs)的发展,用于移动通讯、智能运输系统(Intelligent transport system,ITS)、GPS天线的低介电常数低介电损耗的微波介质陶瓷引起了广泛的关注,其中最具代表性的即为Al2O3陶瓷.本文总结了近几年Al2O3陶瓷微波介电性能的研究情况,系统介绍了Al2O3陶瓷微波介电性能的影响因素和目前研究的Al2O3陶瓷体系,希望对于研究Al2O3陶瓷的微波介电性能提供有益的参考,使其在微波通讯等方面得到更广泛的应用.     

0.7CaTiO3-0.3Sm1-xAlO3陶瓷微波介电性能研究

采用固相反应法制备了0.7CaTiO3-0.3Sm1-xAlO3(CTSA,0≤x≤0.1)微波介质陶瓷,研究了Sm缺位对CTSA陶瓷的晶体结构、微观形貌以及微波介电性能的影响。结果表明,制备的CTSA陶瓷均为正交钙钛矿结构。少量的Sm缺位能够降低CTSA陶瓷的烧结温度,晶粒尺寸增加,同时气孔率增大,陶瓷的Q×f值也有显著提升。当x=0.025、烧结温度为1450℃时,CTSA陶瓷具有最佳微波介电性能:εr=45.2,Q×f=47280GHz和τf=+4.8 ppm/℃。     

固有烧结温度低的微波介质陶瓷

微波介质陶瓷是现代通讯技术中的关键基础材料。在制备多层微波介质片时,为了使用Cu、Ni等低熔点电极,必须降低微波介质陶瓷的烧结温度。开发固有烧结温度低(<1060℃)同时具有良好性能的微波介质材料成为必然的选择。本文简要介绍了7类固有烧结温度低的微波介质陶瓷的烧结特性与微波介电性能,同时也指出了研究中存在的一些问题。     

微波介质陶瓷的界面特性及其对介电性能的影响

详细地总结了界面的偏析、扩散和润湿性对微波介电性能的影响机理。并评述了粉末的初始状态、烧结工艺、添加剂(掺杂)和烧结方法等因素对材料界面特性的影响，进而影响到材料介电性能的研究进展。最后指出了在微波介质陶瓷界面研究领域面临的问题及今后的发展方向。     

淬火对层状钙钛矿铁电材料性能的影响

研究了不同的淬火温度对层状钙钛矿结构铁电陶瓷SrBi4Ti4O15和Sr2Bi4Ti5O18的微结构、铁电性能与介电性能的影响。经过不同温度淬火后,两种样品的微观结构基本不变,但淬火温度高于Curie温度时,其铁电性能改善明显,表现为剩余极化强度增大,回线的矩形度变好,矫顽场基本不变。SrBi4Ti4O15经过600℃和800℃淬火后,剩余极化强度分别提高约35%和88%。Sr2Bi4Ti5O18经过400℃淬火后,剩余极化强度提高约28%。淬火同时还使样品的相对介电常数增加,介电损耗减小。淬火对介电性能的改善与经淬火后材料中氧空位等缺陷的动性减弱、在畴壁处的聚集减少及铁电畴易于翻转有关。     

超低温烧结微波介质陶瓷研究进展EI北大核心CSCD

超低温烧结微波介质陶瓷作为无源集成技术的主要介质材料,可广泛应用于无线通讯、可穿戴电子、物联网和全球定位系统等领域,其相关研究具有重要的应用价值和理论指导意义,是目前功能材料领域的研究热点之一。本文综合介绍了超低温烧结微波介质陶瓷材料的应用背景和主要的材料体系,以及主要材料体系的介电性能和优缺点,探讨了材料组分、介电常数、Qf值、频率温度系数之间的关系,阐述了超低温烧结陶瓷材料的性能调控手段,并指出了今后超低温烧结微波介质陶瓷材料的主要发展前景和研究方向。钼酸盐基超低温烧结陶瓷兼具超低烧结温度、系列化介电常数和低损耗等优点,有望实现在超低温共烧技术中的应用。离子取代和多相复合是有效调控材料微波介电性能的方法,使材料更利于应用。     

Ca_(0.6)La_(0.8/3)TiO_3-Li_(0.5)Sm_(0.5)TiO_3复合微波陶瓷的介电性能

采用传统固相合成法制备了xCa0.6La0.8/3TiO3-(1-x)(Li0.5Sm0.5)TiO3(CLT-LST)系列微波介质陶瓷材料,研究了该系列微波介质陶瓷的物相结构、表面形貌、介电性能。实验发现:随着Ca0.6La0.8/3TiO3含量的增多,CLT-LST样品XRD峰轻微左移。陶瓷组成对微波介电性能影响显著,复合体系CLT-LST的微波介电性能随着x值不同而连续变化:当x从0.2上升到0.6时,介电常数(εr)逐步增大,在x=(0.4~0.6),εr变化趋于稳定,达到较佳值;品质因数(Q·f)则先减小后增大再迅速减小;谐振频率温度系数(τf)逐渐从负值向正值方向移动。当复合体系组成为0.4Ca0.6La0.8/3TiO3-0.6(Li0.5Sm0.5)TiO3时,在1 250℃烧结4h所得到的微波介电性能较佳,εr=125;Q·f=2 680GHz;τf=7.0×106/℃。     

超低温烧结微波介质陶瓷研究进展

超低温烧结微波介质陶瓷作为无源集成技术的主要介质材料,可广泛应用于无线通讯、可穿戴电子、物联网和全球定位系统等领域,其相关研究具有重要的应用价值和理论指导意义,是目前功能材料领域的研究热点之一。本文综合介绍了超低温烧结微波介质陶瓷材料的应用背景和主要的材料体系,以及主要材料体系的介电性能和优缺点,探讨了材料组分、介电常数、Qf值、频率温度系数之间的关系,阐述了超低温烧结陶瓷材料的性能调控手段,并指出了今后超低温烧结微波介质陶瓷材料的主要发展前景和研究方向。钼酸盐基超低温烧结陶瓷兼具超低烧结温度、系列化介电常数和低损耗等优点,有望实现在超低温共烧技术中的应用。离子取代和多相复合是有效调控材料微波介电性能的方法,使材料更利于应用。     

钽铁酸铅铁电陶瓷中钙钛矿相的结构及其稳定性

本文利用普通电子陶瓷工艺制备了纯钙钛矿相Pb(Fe_(1/2)Ta_(1/2))O_3(PFT)弛豫铁电陶瓷。利用DTA、XRD等陶瓷烧结过程中钙钛矿相的结构及其稳定性进行了研究。同时XRD分析及介电性质测试的结果表明,1150℃烧结的PFT陶瓷经900℃退火热处理,能提高介电绝缘性能,降低介电损耗,其钙钛矿相存在2a_0×2a_0×2a_0的超晶格结构。     

单步法合成铌镍酸铅基铁电陶瓷及其性能

采用单步法合成了铌镍酸铅基铁电陶瓷，研究了合成过程中钙钛矿结构的形成及其介电铁电性能。X射线衍射结果表明，加入65mol％过量的PbO即可形成单一的钙钛矿相，观察其微观结构、测试其介电和铁电性能，结果表明，1200℃为最佳烧成温度，此温度烧结的陶瓷样品可以获得18000的介电常数。该方法为合成铅基弛豫铁电体提供了新的途径。