高Q中介CaTiO3-LnAlO3(Ln=Nd、La)系微波介質(zhì)陶瓷的研究.pdf

1、結(jié)合我國(guó)現(xiàn)代通信技術(shù)及微電子工藝技術(shù)的發(fā)展,以國(guó)內(nèi)外高Q中介微波介質(zhì)陶瓷的研究現(xiàn)狀及成果作為理論支撐,確定以CaTiO3-LnAlO3(Ln=Nd、La)系微波介質(zhì)陶瓷作為本文的主要研究體系。利用X射線衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)及平行板諧振法測(cè)試系統(tǒng),對(duì)材料的組分配方、制備工藝、微觀結(jié)構(gòu)及微波介電性能之間的關(guān)系進(jìn)行了探索。
　　本文利用La3+替代CaTiO3-LaAlO3基陶瓷中的Nd3+形成0.7CaTiO3-

2、0.3(LaxNd1-x)AlO3陶瓷固溶體。研究發(fā)現(xiàn)隨著x值的增大,0.7CaTiO3-0.3(LaxNd1-x)AlO3系陶瓷的介電常數(shù)逐漸增大,諧振頻率溫度系數(shù)也向正值方向發(fā)生小范圍的變化。當(dāng)x=0.5時(shí),0.7CaTiO3-0.3(LaxNd1-x)AlO3陶瓷發(fā)生結(jié)構(gòu)上的改變,樣品的品質(zhì)因數(shù)也出現(xiàn)極大值。隨著燒結(jié)溫度的上升,0.7CaTiO3-0.3(LaxNd1-x)AlO3系陶瓷的介電常數(shù)和品質(zhì)因數(shù)均先增大后減小,1550

3、℃為其最佳燒結(jié)溫度。
　　為了調(diào)節(jié)0.7CaTiO3-0.3(La0.5Nd0.5)AlO3陶瓷的微波介電性能,向材料中摻雜適量的SrTiO3。由于摻雜的SrTiO3所占體積分?jǐn)?shù)較小,故其對(duì)0.7CaTiO3-0.3(La0.5Nd0.5)AlO3陶瓷的介電常數(shù)影響不大。當(dāng)摻雜SrTiO3較少時(shí),材料的致密度會(huì)有所提高,材料的品質(zhì)因數(shù)也會(huì)有一個(gè)較大程度的提升。然而,隨著SrTiO3含量的進(jìn)一步增多,樣品中開(kāi)始出現(xiàn)一些雜相。樣品的品

4、質(zhì)因數(shù)也由于雜相的引入而急劇下降。SrTiO3的最優(yōu)摻雜量為0.01at％。
　　為了探究添加Ga2O3對(duì)0.7CaTiO3-0.3(La0.5Nd0.5)AlO3陶瓷微波介電性能的影響,實(shí)驗(yàn)采用50at.%的Ga3+取代Al3+制備形成0.7CaTiO3-0.3(La0.5Nd0.5)(Al0.5Ga0.5)O3陶瓷。研究顯示50at.%的Ga3+取代Al3+能夠明顯提高材料的致密度,在保持樣品的Q×f值基本不變的情況下,材料的