钨青铜Sr_xBa_(1-x)Nb_2O_6陶瓷的制备及介电性能研究

以SrCO3、BaCO3和Nb2O5为原料,采用传统固相法制备了SrxBa1-xNb2O6(SBN,x=0.49～0.56)无铅压电陶瓷。研究了SBN陶瓷组分及烧结温度对其相结构、微观形貌和介电性能的影响。结果表明,所有陶瓷组分在1380℃下烧结均可获得钨青铜结构单相。随着x值的增大,陶瓷致密化速度减慢,晶粒生长趋向均匀,介电性能提高,居里温度向低温方向移动。借助居里外斯公式证明了所有陶瓷组分均为典型的弛豫型铁电体。     

Ba(Zn_(1/3)Nb_(2/3))O_3微波介质陶瓷的研究进展

3G移动通信事业的迅速发展对应用于基站的微波介质谐振器陶瓷材料的Q值提出了更高的要求。Ba(Zn1/3Nb2/3)O3微波介质陶瓷材料因为具有很高的Q值、接近于零的τf和适宜的εr而备受关注。介绍了Ba(Zn1/3Nb2/3)O3系列微波介质陶瓷的结构和性能、改性研究、纳米化制备工艺及Ba(Zn1/3Nb2/3)O3-Ba(Co1/3Nb2/3)O3复合技术,以期对该领域其他研究者有所帮助。     

(1-x)CaTiO_3-x(Li_(1/2)Ln_(1/2))TiO_3高介微波介质陶瓷

研究了烧结温度、组成和稀土元素对(1-x)CaTiO_3-x(Li_(1/2)Ln_(1/2))TiO_3(x=0.3、0.5(摩尔分数); Ln=La、Nd、Sm)微波介质陶瓷的晶体结构和微波介电性能的影响.X-射线衍射(XRD)分析表明,除(1-x)CaTiO_3-x(Li_(1/2)Ln_(1/2))TiO_3(x=0.5,Ln=Nd)陶瓷中含有少量Nd_2Ti_2O_7外,其余陶瓷均形成了单一的正交钙钛矿相.x=0.5的样品微波介电性能明显优于相应的x=0.3的样品.(1-x)CaTiO_3-x(Li_(1/2)Ln_(1/2))TiO_3(x=0.5)陶瓷微波介电性能:介电常数ε=160,品质因数与频率之积Qf =1 200 GHz,频率温度系数τ_f=-97×10~(-6)/℃(Ln=La);ε=129,Qf=2 000 GHz,τ_f=-52×10~(-6)/℃(Ln=Nd);ε=118,Qf=2 305 GHz,τ_f=-45×10~(-6)/℃(Ln=Sm).     

Zn_(0.7)Co_(0.3)(Ti_(1-x)Sn_x)Nb_2O_8陶瓷微波介电性能研究

采用传统固相法制备Zn0.7Co0.3(Ti1-xSnx)Nb2O8(x=0.1,0.15,0.2,0.25,0.3,0.35)微波陶瓷。研究了Sn取代Ti对Zn0.7Co0.3(Ti1-xSnx)Nb2O8微波介质陶瓷的物相结构与介电性能的影响。XRD研究表明,Zn0.7Co0.3(Ti1-xSnx)Nb2O8陶瓷主晶相为ZnTiNb2O8,有极少杂相Zn0.17Ti0.5Nb0.33O2存在;随着Sn含量的增加,陶瓷晶格常数增大,晶胞体积变大,陶瓷密度增大;电子扫描显微镜(SEM)显示随着Sn含量增加陶瓷结构致密;相对介电常数εr逐渐变小,温度系数τf逐渐变小,Q×f值逐渐增大;当Sn含量为0.35时,烧结温度为1 080℃,εr=30.5,Q×f=46 973GHz,τf=-45.4×10-6/℃。     

Ba(B'1/3 Ta2/3)O3微波介质陶瓷的研究进展

微波介质陶瓷是制作微波器件的关键材料。具有复合钙钛矿结构的Ba(B'_1/3 Ta_2/3)O₃(B'=Mg、Zn)型微波介质陶瓷在微波毫米波频率下具有较高的品质因数,是现代微波通信技术中被广泛应用的微波陶瓷材料。文中介绍了近年来此类微波介质陶瓷的发展与研究现状。     

B_2O_3添加剂对Ti_(1-x)Cu_(x/3)Nb_(2x/3)O_2(x=0.23)微波介质陶瓷结构与性能的影响北大核心CSCD

采用传统固相反应法制备了Ti1-xCux/3Nb2 x/3O2(TCN,x=0. 23),研究不同添加量氧化硼(B2O3)对TCN陶瓷的致密化、烧结特性及介电性能的影响。结果表明,添加B2O3烧结助剂能有效降低陶瓷的烧成温度,同时提高陶瓷的致密度;当B2O3的添加量从质量分数0. 0%到4. 0%变化时,陶瓷的最佳烧成温度从975℃降低到925℃。添加质量分数2. 0%B2O3的陶瓷最佳烧成温度为950℃,此时陶瓷具有优异的微波介电性能:εr=95. 7,Q·f=20600 GHz,τf=355×10-6℃-1。另外,氧化硼添加量对TCN陶瓷晶相结构未有影响,陶瓷晶相结构为金红石相。在TCN致密化过程中,三叉晶界处富集较高的Cu元素,且在晶界处有纳米晶与非晶相共存。     

Li_2Zn_2Mo_3O_(12)微波介质陶瓷的烧结工艺研究

采用传统固相反应法制备了Li_2Zn_2Mo_3O_(12)微波介质陶瓷,利用XRD、SEM和矢量网络分析仪,系统研究了主要烧结工艺参数对该材料物相组成、显微组织和微波介电性能的影响。结果表明:经540℃预烧后在630℃保温2 h烧结的陶瓷形成了单一的Li_2Zn_2Mo_3O_(12)相,显微组织较均匀,相对密度达到95.6%,具有良好的综合介电性能:ε_r=10.6,Q·f=57 893 GHz,τf=–66×10~(–6)/℃。     

Sb_2O_3对非化学计量钛酸锶钡陶瓷介电性能的影响

采用固相法制备工艺获得Sb2O3掺杂(Ba0.7Sr0.3)Ti0.995O3系电介质陶瓷。通过扫描电镜、X线衍射仪及LCR测试系统,研究Sb2O3含量、烧结温度及保温时间对非化学计量的钛酸锶钡体系微观结构及介电性能的影响。结果表明,随Sb2O3掺杂量增大,(Ba0.7Sr0.3)Ti0.995O3陶瓷由立方钙钛矿结构单相固溶体转变为多相化合物。在(Ba0.7Sr0.3)Ti0.995O3陶瓷中,Sb3+占据钙钛矿晶格B位。随Sb2O3掺杂量的增大,(Ba0.7Sr0.3)Ti0.995O3基陶瓷的平均粒径减小,室温介电性能及居里温度显著改变。提高烧结温度并延长保温时间有利于改善高Sb2O3掺杂量下非化学计量BST基陶瓷室温介电性能。     

Ba(Zn1/3Nb2/3)O3-BaZrO3系统结构和介电性能的研究

研究了BaZrO3、MnCO3对Ba(Zn1/3Nb2/3)O3(BZN)系统结构和介电性能的影响。表明BaZrO3及Mn-CO3均能有效降低系统的烧结温度。系统中加入过多的BaZrO3(BZ)会降低介电常数,增大介质损耗,并使容量温度系数负向发展;加入微量MnCO3对系统的介电性能影响不大。系统中加入的x(BaZrO3)=4%会生成较多的第二相BaNb2O6、BaZrO3摩尔分数增加至8%时,第二相消失。这是由于过多BZ的加入会在烧结温度到达前生成较多液相,促进烧结的同时也阻碍了ZnO的挥发,从而抑制了第二相的生成。向96%BZN-4%BZ中加入r(MnCO3)=0.5%,也会抑制第二相的生成,这可能是由于Mn2+占据了B′位Zn2+挥发后留下的空位,形成固溶体,没有形成富Nb液相区,从而抑制了第二相的生成。     

烧结温度对Li_2(Mg_(1/2)Zn_(1/2))SiO_4系微波陶瓷介电性能的影响CSCD

采用传统固相合成法制备了Li_2(Mg_(1/2)Zn_(1/2))SiO_4微波介质陶瓷,并系统研究了该陶瓷的相成分、微观形貌、微波介电性能与烧结温度之间的影响关系。XRD结果表明:在1100~1180℃温度烧结,该体系的主晶相均为Li_2(Mg_(0.8)Zn_(0.2))SiO_4,但同时也伴随有少量的MgSiO_3第二相。SEM结果表明:随着烧结温度的升高,样品的晶粒尺寸不断增加,尤其是当烧结温度为1180℃时,有些大晶粒出现了开裂现象,这会在一定程度上降低样品的品质因数(Q·f)。因此,对于微波介电性能,随着烧结温度的增加,Li_2(Mg_(1/2)Zn_(1/2))SiO_4陶瓷的Q·f值呈先增后减趋势,而相对介电常数(ε|_r)的数值较为稳定;此外,该体系谐振频率温度系数(τ_f)随烧结温度的增加逐渐向正值方向移动。当在1160℃烧结4 h时,Li_2(Mg_(1/2)Zn_(1/2))SiO_4陶瓷可获得最佳的微波介电性能:ε_r=6.09,Q·f=21 616 GHz(f=11.62GHz)和τ_f=–64.34×10^(–6)/℃。     

Ba(ZrxTi1-x)O3陶瓷的介电弛豫特性

采用固相反应法制备了Ba(ZrxTi1-x)O3(x=0～0.5)陶瓷,并以Fulcher的居里-外斯定律修正方程为依据,求出各样品的弛豫常数γ,以讨论组分对其介电弛豫特性的影响。结果表明:与纯相BaTiO3陶瓷相比,Ba(ZrxTi1-x)O3陶瓷的εr峰值εm由8000(x=0)上升至15000(x=0.25)以上。该陶瓷在x=0.25附近存在着立方–四方相共存的准同型相界,由于准同型相界的高晶格活性,在弛豫特性上有了较大的提高。     

钛酸钙对BZN-CaTiO3系统介电性能的影响

研究了利用电子陶瓷工艺制得的主晶相为Ba(Zn1/3Nb2/3)O3(BZN)和CaTiO3的新型陶瓷,BZN具有立方钙钛矿结构。通过烧结温度的改变得到不同介电性能的陶瓷材料,发现CaTiO3的添加量对系统介电性能有显著影响。在1 395℃烧结的BZN-CaTiO3陶瓷,当CaTiO3的添加量为60%(质量分数)时介电性能最佳,其εr为99.97,tgδ为0.54×10-4,αC为–13.05×10-6℃–1(25~85℃,1MHz下测量)。     

ZrO2掺杂对Ba(Zn1/3Ta2/3)O3陶瓷介电性能的影响

采用固相反应烧结法制备了ZrO2掺杂的Ba(Zn1/3Ta2/3)O3微波介质陶瓷,研究了陶瓷的烧结特性和介电性能。结果表明,ZrO2掺杂能有效降低Ba(Zn1/3Ta2/3)O3陶瓷的烧结温度,改善陶瓷的微波介电性能。当x(ZrO2)=4%时,Ba(Zn1/3Ta2/3)O3陶瓷致密化烧结温度由纯相时的1 600℃降至1 300℃,同时陶瓷材料的微波介电性能达到最佳值,即介电常数εr=34.79,品质因数与频率的乘积Q×f=148 000(8GHz),谐振频率温度系数τf=0.3×10-6/℃。     

Li-Zr共掺杂对Bi_2(Zn_(1/3)Nb_(2/3))_2O_7陶瓷介电性能的影响

采用固相反应法制备了(Bi1.975Li0.025)(Zn2/3Nb4/3–xZrx)O7陶瓷,研究了当Li+替代量一定时,Zr4+掺杂对陶瓷相结构和介电性能的影响。结果表明,当替代量0相似文献   

高Q Ba(Zn_(1/3)Ta_(2/3))O_3介质谐振器材料及其在毫米波系统中的应用

叙述了Ｂａ（Ｚｎ１／３Ｔａ２／３）Ｏ３介质谐振器材料的制备、结构、微波性能及典型应用。Ｂａ（Ｚｎ１／３Ｔａ２／３）Ｏ３介质材料介电常数εｒ为２９．５，频率温度系数τ≈０（－５５～＋８５℃），１０ＧＨｚ下最大无载Ｑ值１４７００，在２８ＧＨｚ测得Ｑ值约为４８００。这种材料具有高Ｑ值，特别适用于Ｘ以上波段作为振荡器电路中频率稳定元件。用这种介质谐振器已研制出８ｍｍ介质稳频微带耿氏振荡器，频率稳定度小于１０×１０－６／℃，最大输出功率达１８０ｍＷ。     

(Zn_(1/3)Nb_(2/3))~(4+)取代的BNT系无铅压电陶瓷性能

采用两步合成工艺,制备了新型Bi1/2Na1/2Ti1–x(Zn1/3Nb2/3)xO3(简称BNTZN—100x)系无铅压电陶瓷。研究了B位复合离子(Zn1/3Nb2/3)4+取代量对BNT陶瓷介电及压电性能的影响。结果表明:当0.005≤x≤0.020时,该体系陶瓷具有三方、四方共存的准同型相界(MPB)结构。在MPB附近,具有较佳的压电性能:当x为0.020时,d33为97pC/N,kt为0.47。εr-t曲线显示该体系材料具有明显的弥散相变特征。具有高kt值,低kp值;kt/kp较大,具有较大的各向异性,是一种适合高频下使用的优良超声换能材料。     

Ca-B-Si掺杂对Ba(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3陶瓷介电性能的影响

采用传统电子陶瓷工艺合成了Ca-B-Si(CBS)玻璃掺杂的Ba(Mgl/3Nb2/3)O3微波介质陶瓷,研究了CBS掺杂量对陶瓷微波介电性能的影响。结果表明:CBS掺杂可促进陶瓷烧结并提高B位1:2有序度,进而降低微波介质损耗。当w(CBS)=3%时,陶瓷烧结温度由纯相时的1 500℃以上降至1 250℃,表观密度提高到6.32 g/cm3以上,陶瓷的微波介电性能达到最佳值:εr=26,Q.f=67 800 GHz(8 GHz),τf=25×10–6/℃。该陶瓷有望成为用于高频段微波器件的材料。     

Li-Mo共掺杂Ba(Ti0.91Zr0.09)O3陶瓷的介电弛豫

采用固相反应法制备了Ba1-xLix(Ti0.91Zr0.09)1-yMoyO3陶瓷,并研究了Li-Mo共掺杂对其相结构和介电性能的影响。结果表明:当x>0,y=0时,陶瓷为单一的四方钙钛矿结构;当x=0,y>0或x=y>0时,陶瓷出现第二相BaMoO4。在–30～+130℃,Li-Mo共掺杂时,陶瓷具有铁电–顺电弥散相变特征,随着频率的增加,介电常数峰值对应的温度tm移向高温,陶瓷由正常铁电体变成弛豫铁电体。     

MnCO3掺杂对BMT陶瓷介电性能的影响

采用传统电子陶瓷工艺合成了MnCO3掺杂的Ba(Mg1/3Ta2/3)O3(BMT)微波介质陶瓷,并研究了MnCO3掺杂量对陶瓷微波介电性能的影响.实验结果发现,添加少量的MnCO3能改善BMT陶瓷的烧结性能,当w(MnCO3)=2%时,陶瓷致密化烧结温度由纯相时的1 650℃以上降至1 350℃,且表观密度提高到7.482 g/cm3以上,烧结体密度可达理论密度的98%,材料的微波性能达到最佳值:介电常数εr=25.09,品质因数与频率之积Q·f=99 000 GHz(8 GHz),谐振频率温度系数τf=0.5×10-6/℃.