Li2O-B2O3-SiO2玻璃相对BaAl2Si2O8结构及微波介电性能的影响

采用固相工艺制备BaAl₂Si₂O₈-xwt%Li₂O-B₂O₃-SiO₂(x=0, 0.1, 0.3, 0.5, 1.0, 2.0)陶瓷。探究不同含量的Li₂O-B₂O₃-SiO₂(LBS)玻璃相对BaAl₂Si₂O₈(BAS)陶瓷的烧结温度、结构及微波介电性能的影响。结果表明: LBS玻璃相可明显降低BAS陶瓷的烧结温度, 并促进BAS陶瓷晶粒长大和晶体结构由六方相转变为单斜相。当x=0.1时, 六方相即可全部转变为单斜相, 在0.1≤x≤2.0范围内, BAS陶瓷晶体结构均为单斜相。添加0.3wt%的LBS玻璃相可促进BAS样品密度、介电常数和品质因数增大, 谐振频率温度系数绝对值减小。在x=0.3, 烧结温度为1275 ℃时, 可获得具有较好品质因数的单斜钡长石, 其介电性能: ε_r=6.74, Q×f=34570 GHz, τ_f= -15.97×10 ^-6/℃。     

ZBAS对BaAl2Si2O8结构与微波介电性能的影响

采用固相反应工艺, 按化学计量百分比BaAl₂Si₂O₈-x(ZnO-Al₂O₃-SiO₂-B₂O₃)(x=0, 1%, 2%, 3%, 4%)制备样品, 研究了不同含量ZnO-Al₂O₃-SiO₂-B₂O₃(ZBAS)玻璃相对BaO-Al₂O₃-SiO₂系介电材料显微结构及微波介电性能的影响。结果表明: 添加ZBAS玻璃相可以适当降低烧结温度, 促进六方钡长石转变为单斜钡长石。当x≥3%时, 六方钡长石可以完全转变为单斜钡长石。随着ZBAS玻璃相含量的增多, 样品的密度、介电常数(ε_r)、品质因数(Q×f)和谐振频率温度系数(τ_f )增大。在x=3%, 烧结温度为1360℃时, 可以获得综合性能相对较好的单斜钡长石, 其介电性能: ε_r=6.72, Q×f=28058 GHz, τ_f =-29.79×10^-6℃^-1。     

Ba1-xMgxAl2Si2O8晶体结构与微波介电性能的研究

采用固相烧结法, 按化学计量比Ba_1-xMg_xAl₂Si₂O₈(x=0, 0.05, 0.1, 0.15, 0.3, 0.5)制备样品, 考察不同MgO含量对BaO-Al₂O₃-SiO₂系介电材料晶体结构及微波介电性能的影响。结果表明, MgO可以降低烧结温度, 促进六方相转变为单斜相, 当添加量x≥0.15时, 相转变可以达到100%。当x≤0.15时, 适量的MgO可以有效地促进单斜钡长石晶粒的长大。在0.05≤x≤0.1范围内, 随着MgO含量的增加, 单斜钡长石衍射峰增强, 晶粒尺寸增大, 密度、介电常数与τ_f均随MgO含量的增加而增大。在x=0.1, 烧结温度为1400℃时, 可获得综合性能相对较好的单斜钡长石, 其介电性能ε_r=6.44, Q×f=16461 GHz, τ_f= -30.6×10^-6 K^-1。     

高Q值(1-x)(Sr0.2Nd0.208Ca0.488)TiO3-xNd(Ti0.5Mg0.5)O3微波陶瓷的微结构及介电性能研究

采用固相法制备了(1-x)(Sr_0.2Nd_0.208Ca_0.488)TiO₃-xNd(Ti_0.5Mg_0.5)O₃(0.3≤x≤0.4, SNCT-NTMx)系微波介质陶瓷材料, 并研究了该体系的相组成、显微结构、烧结性能和微波介电性能之间的关系。结果表明: 在x = 0.3~0.35范围内, SNCT-NTMx陶瓷形成了正交钙钛矿固溶体, 并伴随有少量未知第二相; 当x增至0.4时, 第二相含量有所增加。介电性能研究结果显示: 随着x的增加, 体系介电常数(ε_r)减小, 但品质因子(Q×f)得到改善; 此外, 体系谐振频率温度系数(τ_f)随NTM含量的增加逐渐向负值方向移动。当x = 0.35, 陶瓷样品在1520℃烧结4 h 得到的微波介电性能较优: ε_r=50.1, Q×f =44910 GHz, τ_f= -1.7×10^-6/℃。     

ZnO掺杂对Ca0.25(Li0.43Sm0.57)0.75TiO3陶瓷烧结性能和微波介电性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备Ca_0.25(Li_0.43Sm_0.57)_0.75TiO₃(CLST)微波介质陶瓷纳米粉体, 研究了ZnO掺杂量和烧结温度对CLST+ xmol% ZnO陶瓷烧结性能和微波介电性能的影响。XRD分析结果表明: 随着ZnO掺杂量x的增加, 陶瓷的晶体结构从正交相变为伪立方相, 并在x≥1.5的样品中出现了杂相。CLST+ xmol% ZnO陶瓷的致密化烧结温度随x的增加而降低, x=1.0的样品的致密化烧结温度比x=0的降低了200 ℃。介电常数ε_r和频率品质因数Qf 随x增加和烧结温度的升高具有最优值, 频率温度系数则单调降低。x=1.0的样品在1100 ℃烧结时具有优异的综合性能: ρ = 4.85 g/cm³, ε_r =102.8, Qf = 5424 GHz, τ_f = -8.2×10^-6/℃。表明ZnO掺杂的CLST陶瓷是一种很有发展潜力的微波介质陶瓷。     

低介电损耗Ca1-xSrxMgSi2O6微波介质陶瓷的结构和介电性能

本工作研究了Sr²⁺取代Ca²⁺对Ca_1-xSr_xMgSi₂O₆陶瓷烧结特性、物相组成、显微组织和微波介电性能的影响。结果表明：采用Sr²⁺取代部分Ca²⁺时可以降低陶瓷的烧结温度，并且提高陶瓷的致密度。当Sr²⁺取代量小于等于0.5时，陶瓷烧结体中只存在单一的CaMgSi₂O₆相。随着Sr²⁺取代量的增加，Ca_1-xSr_xMgSi₂O₆陶瓷的介电常数和品质因数均先增大后减小，而谐振频率温度系数逐渐增大。当Sr²⁺取代量为0.4时，Ca_0.6Sr_0.4MgSi₂O₆陶瓷在1 225℃下烧结...     

反应烧结制备Li2Zn2Mo3O12微波介质陶瓷及其微波介电性能研究

采用反应烧结法制备了具有超低烧结温度的Li₂Zn₂Mo₃O₁₂微波介质陶瓷,研究了烧结温度对Li₂Zn₂Mo₃O₁₂陶瓷的烧结特性、物相组成、微观结构以及微波介电性能的影响。XRD表明：在550～650℃范围内,温度对陶瓷的物相组成影响不大;随着烧结温度的升高,Li₂Zn₂Mo₃O₁₂陶瓷的体积密度、相对密度、介电常数(ε_r)和品质因数(Q×f)均呈先增大后减小的趋势,谐振频率温度系数(τ_f)在-(70～90)×10^-6/℃波动。在625℃烧结2 h获得最大体积密度和相对密度：4.25 g/cm³和96.4%,以及优异的微波介电性能ε_r=10.9,Q×f=69 459 GHz,τ_f=-84×10<...     

Al2O3掺杂BaTi0.85Sn0.15O3陶瓷的制备及性能表征

通过传统固相二次烧结法来制备x wt% Al₂O₃（x=0、1.0、1.5）/BaTi_0.85Sn_0.15O₃（BTS）陶瓷。研究了掺杂不同含量Al₂O₃对BTS陶瓷的微观结构、介电性能及挠曲电性能的影响。结果表明,掺杂Al₂O₃的BTS陶瓷不改变陶瓷的晶体结构,仍为标准钙钛矿结构晶型;Al₂O₃的掺入能够有效降低晶粒尺寸,具有明显的细晶作用。随着Al₂O₃含量的增大,Al₂O₃/BTS陶瓷的介电常数减小,介电损耗得到明显改善,居里峰逐渐宽化且向温度高的方向偏移。Al₂O₃/BTS陶瓷的挠曲电系数随着Al₂O₃含量的增加和测试环境温度的升高均减小。此外,Al₂O₃/BTS陶瓷的挠曲电系数和介电常数之间存在一种近线性关系,但当温度非常接近于居里温度时,这种线性关系减弱。     

低温烧结陶瓷BiMg2VO6的微波介电性能

通过传统的固相反应方法制备了低温烧结微波介质陶瓷BiMg₂VO₆, 研究了该陶瓷与银的化学兼容性、物相、形貌及在720~840℃内的密度和微波介电性质, 并测试了陶瓷的红外反射光谱。结果表明: 陶瓷在780℃条件下与银共烧不发生反应, 相对密度大于93.8%。在780℃条件下烧结2 h得到的陶瓷具有最好的微波介电性能: 介电常数为13.4, Q×f值为15610 GHz (f = 8.775 GHz), 温度系数为-87.2×10^-6/℃。红外反射谱数据处理显示, BiMg₂VO₆的光频介电常数ε_∞ = 3.4, 微波频段的外推值为13.5。BiMg₂VO₆陶瓷好的微波介电性能和低的烧结温度, 使其有望用作新的低温共烧陶瓷。     

Sc3+和Ru4+联合取代BZN基陶瓷结构与介电性能的研究

采用传统的固相反应法制备致密的Bi_1.4Sc_0.1ZnNb_1.5-xRu_xO₇陶瓷样品, 研究Sc³⁺, Ru⁴⁺共同替代对Bi₂O₃-ZnO-Nb₂O₅陶瓷的相结构、晶体化学特性和介电性能的影响。结果表明: 当掺杂量x≤0.055 mol时, 样品保持单一的立方焦绿石结构。当掺杂量x=0.055 mol时, X射线衍射峰强度变弱, 峰形变宽。随着掺杂量的增加(0≤x≤0.04 mol), 陶瓷样品的晶格常数a和A位离子与第7个氧O′平均键长R_(A-O')逐渐减小, 结晶化学参数键价和AV(O')[A₄]增大, AV(O)[A₂B₂]减小, 48f(O)偏移量ξ增加。室温下样品的介电常数随着掺杂量的增加而减小, 介电损耗逐渐增加, 介电松弛特征减弱。低温下样品呈现明显的弛豫现象, 峰值温度T_m随着掺杂量的增加向高温方向移动。利用修正的Curie-Weiss(C-W)公式对样品ε_r-T曲线进行最小二乘法拟合, 得出样品的弛豫度γ由R0样品的1.57减小到R40样品的1.33。     

Effect of V(2)O(5) on the sintering behavior, microstructure, and electrical properties of (Na(0.5)K(0.5))NbO(3) ceramics

Well-sintered (Na(0.5)K(0.5))NbO(3)-x mol% V(2)O(5) ceramics (abbreviated as NKN-V) with fine electrical properties were successfully prepared by conventional solid-state reaction through the careful control of processing conditions. The sintering behavior, phase structure, and electrical properties of the V(2)O(5)-doped NKN ceramics were investigated. Results show that when the V(2)O(5) content is 0.6 mol%, the NKN ceramics attained the maximum density of 4.46 g/cm(3) (about 98.9% of the theoretical density) at 1060 degrees C, and therefore possessed enhanced electrical properties. But when the V(2)O(5) content continued increasing, the density decreased. The secondary phase (Na(2)V (6)O(16)) could be detected by XRD analysis in all samples except x = 0 mol%. The Curie temperature of the NKN-based materials was found to decrease with the increase of V(2)O(5). The dielectric properties of NKN ceramics doped with 0.6 and 0.9 mol% V(2)O(5) were better than that of pure NKN ceramics. In addition, annealing treatment was proved to be an effective technique for improving dielectric properties and reducing the leakage current density.     

Dependence of dielectric properties on the crystallinity of ceramic/polymer composites

Effects of ZnNb(2)O(6) content and crystallinity of polymers on the dielectric properties of ZnNb(2)O(6)/polytetrafluoroethylene (PTFE), polypropylene (PP), and polystyrene (PS) composites were investigated at microwave frequencies. With increasing ZnNb(2)O(6) content, the dielectric constant (K) of the composites increased, whereas the dielectric loss (tanδ) and temperature coefficient of resonant frequency (TCF) decreased. The tanδ of the composites with amorphous PS was lower than those of the composites with semi-crystalline PP and PTFE. For the composites with semi-crystalline PTFE and PP, the tanδ was strongly dependent on the degree of crystallinity of composites. Several types of theoretical models were applied to predict the effective dielectric properties of the composites. Typically, K of 5.73, tan δ of 1.45 x 10(-3), and TCF of 2.66 ppm/°C were obtained for the PP composites with 0.5 volume fraction V(f) of ZnNb(2)O(6).     

掺ZBS玻璃低温烧结ZnNb2O6微波介质陶瓷的研究

研究了ZnO-B2 O3-SiO2(ZBS)玻璃料对ZnNb2O6微波介质陶瓷烧结特性和介电性能的影响.结果表明,ZBS玻璃料形成的液相加速了颗粒间的传质,促进了烧结,能使ZnNb2O6陶瓷的烧结温度有效地降低至950℃.随着ZBS含量的增加,样品中出现了第二相,且气孔被包裹在晶粒内部难以逃脱出来,导致样品的缺陷和损耗增加,从而降低介电性能.掺杂1%ZBS的ZnNb2O6陶瓷在950℃保温4h,能获得优异的综合介电性能:ε=23.56、Q·f=18482GHz、τf=-28.8×10￣6/℃.     

Ho掺杂对Bi4-xHoxTi3O12陶瓷结构与铁电性能的影响

以Ho为掺杂元素,采用热压烧结方法制备Bi4-xHoxTi3O12陶瓷,重点研究了Ho掺杂量对其物相组成、致密度、微观结构和铁电性能的影响.首先以Bi2O3、TiO2和Ho2O3微粉为原料,利用固相反应在900℃合成出主晶相为Bi4Ti3O12的Bi4-xHoxTi3O12(x=0～0.8)粉体;然后,将合成粉体在850℃、30 MPa条件下热压烧结,当Ho掺杂量x=0～0.4得到了物相单一、整体致密(>99%)的Bi4-xHoxTi3O12陶瓷.随Ho掺杂量的增加,Bi4-xHoxTi3O12陶瓷的剩余极化强度呈现先增大后减小的趋势,主要与氧空位浓度和不同掺杂浓度引起的掺杂位置的不同有关.在Ho掺杂量x=0.4时,其剩余极化强度最大(2Pr=13.92μC/cm2),远大于未掺杂的Bi4Ti3O12陶瓷,说明适量Ho掺杂能有效改善其铁电性能.     

Ba6-3x(Sm1-yPry)8+2x Ti18O54微波介质陶瓷结构及性能的研究

本文研究了Ｂａ６－３ｘ（Ｓｍ１－ｙＰｒｙ）８＋２ｘＴｉ１８Ｏ５４（ｘ＝０．５,ｙ＝０．０、０．１、０．２）微波介质陶瓷的结构和性能。结果表明,在Ｓｍ－Ｐｒ系中Ｐｒ取代Ｓｍ形成了钨青铜结构的固溶体,随Ｐｒ取代量的增多,晶格常数呈线性增加趋势。最佳烧结温度确定为１４００℃。同时,随Ｐｒ的取代,介电常数得到提高,同时保持了低的损耗,并可以找到ｆ恰为零的最佳成分点。     

SnO2掺杂对BMN陶瓷结构及介电性能的影响

采用固相烧结法制备Ba(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3+x(x=0~8)%SnO_2(BMSN,x为质量分数)微波介质陶瓷,并研究SnO_2掺杂对Ba(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3(BMN)微波介质陶瓷结构及介电性能的影响。XRD分析表明,陶瓷体系中存在两种相,主晶相Ba(Mg_(1/3)-Nb_(2/3))O_3和附加相Ba_5Nb_4O_(15)。随着x的增大,BMSN陶瓷体系的相结构逐渐由钙钛矿六方结构转变为立方结构,同时有序相逐渐由1∶2有序结构转变为1∶1有序结构。研究表明:添加适量的SnO_2可以促进液相烧结,当SnO_2掺杂质量分数为6%时,BMN陶瓷致密化烧结温度由纯相时的1 550℃以上降低至1 200℃,表观密度ρ=6.39g/cm3,相对理论密度为99.1%,此时BMSN陶瓷体系拥有优良的微波介电性能——高相对介电常数(ε_r=33.6),接近于零的谐振频率温度系数(τ_f=0.15×10~(-6)℃~(-1)),高品质因数与谐振频率的乘积(Q·f=112 300GHz(8GHz))。     

烧结工艺对B2O3掺杂Ba1-xSrxTiO3梯度陶瓷介电性能的影响

研究了烧结温度及升温速率对氧化硼(B₂O₃)掺杂钛酸锶钡梯度陶瓷(Ba_1-xSr_xTiO₃,x=0-0.4,步长0.02)的致密化、晶粒尺寸及介电性能的影响.结果表明,随着烧结温度的升高,在氧化硼挥发的同时致密化程度提高,从而居里峰提高且变得尖锐;随着氧化硼含量的增加,晶粒尺寸均匀长大、介电常数和介电损耗都增加;升温速率适中时,掺杂物的挥发、致密化进程及晶粒长大同步完成,梯度陶瓷介电性能才有效提高.此外,钛酸锶钡梯度陶瓷掺杂适量氧化硼明显降低烧结温度,比未掺杂相同成分的陶瓷烧结温度至少降低150℃,且介电损耗明显减小;梯度陶瓷的居里峰温度区间显著展宽,大大降低了该温区的介温系数,可望提高该系列陶瓷元器件精度及稳定性.     

Microstructures and dielectric properties of CaTiO3–LaSrAlO4 composite ceramics

The microstructures and dielectric properties of xCaTiO₃/(1−x)LaSrAlO₄ composite ceramics were investigated. CaTiO₃ and LaSrAlO₄ could co-exist when the content of CaTiO₃ was no more than 30 mol%, while LaAlO₃ and CaO phases were observed in the composite ceramics with higher CaTiO₃ content. The dielectric constant of the composite ceramics increased with increasing the additive content, and the dielectric loss generally increased with increasing the additive content because of the presence of phase boundary and the high dielectric loss of the minor phases. The temperature coefficient of dielectric constant decreased with increasing the additive content firstly, and then it increased abnormally when x equals to 40 mol%, finally it decreased with increasing the additive content further. The dielectric properties predicted from serial formula were most close to those obtained from experiment among the classical dielectric mixture rules.     

无铅Ba(Ce,Ti)O_3陶瓷的电卡效应

本文使用标准固相烧结法制备了Ba(Ti_(1-x)Ce_x)O_3(x=0.10,0.15,0.20)陶瓷,通过XRD分析发现这些陶瓷中除了Ba(Ti_(1-x)Ce_x)O_3主相外,还存在少量的杂相。利用Rietveld拟合的方法,获得了Ba(Ti_(1-x)Ce_x)O_3主相中的Ce/Ti实际比例。介电温谱表明这些陶瓷均存在一个明显的介电峰,且随着x的增加,峰值温度下降,介电峰宽展宽。利用不同温度下的电滞迴线,给出了不同温度和电场强度下的极化值,通过间接法获得了这些陶瓷的电卡效应。结果表明,BaTi_(0.9)Ce_(0.1)O_3的电卡效应最强,其DT值在403K和40kV/cm的电场下达到最大值,为0.48K,电卡强度为0.12×10~(-6)K·m/V。     

烧结温度对TiO2压敏陶瓷非线性和介电性质的影响

基于一次烧结工艺,通过改变烧结温度,制备5种组分相同、(Sr,Bi,Si,Ta)掺杂的TiO2陶瓷试样.借助于伏安特性、介电频率特性、损耗频率特性及非线性系数的测定,研究烧结温度对TiO2基压敏陶瓷压敏和介电性质的影响.结果表明,在1200～1400℃范围内,随着烧结温度的降低,陶瓷的压敏电压降低、介电常数增大,同时非线性系数有所减小.兼顾陶瓷压敏和介电特性,烧结温度选择1350℃为宜.