微波介質陶瓷Ba-,5-Nb-,4-O-,15-的低溫燒結和MCT凝膠注模成型的工藝研究.pdf

1、本論文采用傳統(tǒng)的固相法低溫制備BasNb4O15陶瓷,研究了燒結助劑、B位離子取代和工藝因素對陶瓷結構與介電性能的影響,并對陶瓷介電機理進行初步的探討,還應用凝膠注模成型工藝制作了MCT陶瓷微波器件。
　　 分別采用B2O3、LiF和B2O3-Bi2O3添加對Ba5Nb4O15陶瓷進行低溫燒結,并對低溫燒結行為、顯微結構以及微波介電性能進行研究。實驗發(fā)現(xiàn)少量B2O3、LiF添加可有效降低Ba5Nb4O15陶瓷的燒結溫度至920℃

2、左右；而B2O3-Bi2O3聯(lián)合添加則隨Bi2O3加入量的增加燒結溫度先略有降低后升高；三種助劑均可在一定程度上改善Ba5Nb4O15陶瓷的諧振頻率溫度系數(shù)(τf),同時也降低陶瓷的Q×f值。
　　 對于H3BO3添加Ba5Nb4O15陶瓷,分別研究V5+和Sb5+取代B位Nb5+的結構與性能的影響。實驗結果表明少量V5+、Sb5+取代的Ba5Nb4O15陶瓷基本可以在900℃左右燒結成瓷,并能有效調節(jié)Ba5Nb4O15陶瓷的τ

3、f值,其中Sb5+取代可以調節(jié)BasNb4O15陶瓷的τf值接近于零。Ba5Nb4O15陶瓷的Q×f值隨V5+取代Nb5+量的增加先略有增加后下降；隨Sb5+取代Nb5+量的增加先由22,890GHz升高至34,630GHz而后又降低,其中配方為Ba5(Nb0.85Sb0.15)4O15的陶瓷獲得了較好的微波介電性能。為了進一步優(yōu)化Ba5(Nb0.85Sb0.15)4O15陶瓷微波介電性能,采用正交實驗優(yōu)化Ba5(Nb0.85Sb0.1

4、5]hOl5陶瓷的H3BO3加入量和部分制備工藝參數(shù),加入0.8wt％H3BO3經(jīng)350MPa干壓和920℃燒結并保溫4h后獲得了最佳微波介電性能:εr=30.02,Q×f=15,780GHz,τf=10ppm/℃,并能與Ag電極有較好的共燒相容性。
　　 利用凝膠注模成型工藝,制作了復雜形狀的微波陶瓷元器件,并對比干壓成型與凝膠成型工藝對樣品的微波介電性能的影響。此外,還成功制作實用化微波陶瓷片式天線。
　　 論文最后