Zn2SiO4基低介微波介質(zhì)陶瓷的制備與性能研究.pdf

1、近年來，隨著移動通信、衛(wèi)星通信及無線局域網(wǎng)等現(xiàn)代通信技術(shù)的飛速發(fā)展，微波技術(shù)也向著更高頻率方向發(fā)展。因此，具有高品質(zhì)因子、近零的頻率溫度系數(shù)、介電常數(shù)小于15的微波介質(zhì)陶瓷材料越來越受到關(guān)注。Zn2SiO4微波介質(zhì)陶瓷因?yàn)榫哂休^低的介電常數(shù)、較高的品質(zhì)因子，而成為低介微波介質(zhì)材料的備選材料，但該體系陶瓷也存在頻率溫度系數(shù)較大的缺點(diǎn)。針對這些特點(diǎn)，本文對Zn2SiO4體系陶瓷的微波介電性能進(jìn)行研究，以期獲得介電常數(shù)可調(diào)、微波介電性能良好的

2、低介微波介質(zhì)陶瓷系列配方，主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下:
　　 (1)添加B2O3、TiO2可以調(diào)節(jié)Zn2SiO4陶瓷的微波介電性能。研究B2O3添加量對燒結(jié)溫度及陶瓷性能的影響，結(jié)果表明:在Zn2SiO4中添加B2O3可以降低陶瓷的燒結(jié)溫度，同時(shí)形成玻璃相，降低了陶瓷的介電常數(shù)。當(dāng)B2O3添加量為20mo1％時(shí)，Zn2SiO4陶瓷(1175℃，2h)的微波介電性能為εr=6.35，Q·f=67300GHz，τf=-46.29ppm/

3、℃。聯(lián)合添加B2O3及9wt％TiO2可以將Zn2SiO4陶瓷的頻率溫度系數(shù)調(diào)節(jié)至零，Zn2SiO4-B2O3-TiO2陶瓷(1200℃，2h)的微波介電性能為εr=8.76，Q·f=62000GHz，τf=-4.47ppm/℃。調(diào)節(jié)Zn/Si可以降低Zn2SiO4-B2O3-TiO2陶瓷的介電常數(shù)，當(dāng)Zn/Si=1.6時(shí)，Zn1.6SiO3.6-B2O3-TiO2陶瓷(1200℃，2h)的微波介電性能為εr=8.14,Q·f=5160

4、0GHz,τf=-9.70ppm/℃。
　　 (2)Mg引入能夠降低Zn2SiO4陶瓷的介電常數(shù)。在Zn2SiO4-Mg2SiO4陶瓷體系的兩端附近，有少量的相互固溶。當(dāng)x=0.2時(shí)，(Zn1-xMgx)2SiO4-B2O3-TiO2(簡稱ZMSx)陶瓷(1175℃，2h)的微波介電性能為εr=8.36，Q·f=44700GHz，τf=-2.36ppm/℃。通過調(diào)節(jié)(Zn，Mg)/Si比研究其對ZMSx陶瓷組成及微波性能的影響。

5、當(dāng)(Zn0.8Mg0.2)/Si=1.6∶1時(shí)，ZMS0.2陶瓷(1175℃，2h)的微波介電性能為εr=7.47，Q·f=36200GHz,τf=-7.5ppm/℃。
　　 (3)Mg的摻量以及(Zn，Mg)/Si比會影響ZMS0.4陶瓷的物相組成及介電性能。當(dāng)x=0.4時(shí)，TiO2與Mg2SiO4發(fā)生反應(yīng)形成MgTi2O5，導(dǎo)致TiO2不能起到調(diào)節(jié)頻率溫度系數(shù)的作用，ZMS0.4陶瓷(1175℃，2h)的微波介電性能為εr=