BaNd2Ti4012微波介質(zhì)粉體的合成及其機(jī)械力化學(xué)和燒結(jié)性能的研究.pdf

1、伴隨微波通訊的快速發(fā)展，微波介質(zhì)陶瓷對(duì)于微波器件的小型化有著至關(guān)重要的影響。BaNd2Ti4O12是一種具有類烏青銅結(jié)構(gòu)的材料，3～4 GHz下其介電常數(shù)為80～90，介電損耗為2.5×10-4～4.7×10-4，諧振頻率溫度系數(shù)為0～68 ppm/℃。球磨是對(duì)陶瓷粉體加工的重要工藝，研究陶瓷粉體在球磨中的機(jī)械力化學(xué)及其對(duì)陶瓷性能的影響是制備高性能微波介質(zhì)陶瓷的基礎(chǔ)。
　　 本文以熔鹽法合成的BaNd2Ti4O12粉體為基礎(chǔ)，在

2、BaNd2Ti4O12粉體的機(jī)械力化學(xué)研究上取得了如下進(jìn)展:
　　 1)在二次球磨中，BaNd2Ti4O12可被活化并產(chǎn)生相變。這個(gè)過(guò)程依賴于研磨介質(zhì)在球磨中的運(yùn)動(dòng)形式。機(jī)械沖擊會(huì)使BaNd2Ti4O12活化并產(chǎn)生相變，生成二元化合物，而剪切作用不會(huì)導(dǎo)致BaNd2Ti4O12的相變。
　　 2)研磨介質(zhì)在球磨中的運(yùn)動(dòng)形式取決于料漿的粘度，料漿粘度與粉體和球磨溶劑的添加量成正比。BaNd2Ti4O12在低粘度料漿中球磨時(shí)，

3、物相組成保持穩(wěn)定。相反，高的料漿粘度會(huì)降低研磨介質(zhì)的剪切能力而增加沖擊力，導(dǎo)致BaNd2Ti4O12物相的分解。例如，在對(duì)BaNd2Ti4O12粉體進(jìn)行干磨或是以二甲苯為溶劑的濕磨時(shí)，伴隨高的料漿粘度，導(dǎo)致第二相BaTi4O9、Ba2Ti9O20和Nd2Ti4O11的生成。而采用丙酮/異丙醇混合溶劑(50∶50)為球磨溶劑可以降低料漿的粘度，不會(huì)造成BaNd2Ti4O12物質(zhì)相變的發(fā)生。另外，采用輕質(zhì)研磨介質(zhì)，如使用1cm玻璃球取代1c

4、m ZrO2研磨介質(zhì)對(duì)BaNd2Ti4O12粉體進(jìn)行球磨時(shí)，也不會(huì)引起相變的發(fā)生，顯示了相變的機(jī)械力依賴性。
　　 3)以水為溶劑的濕磨會(huì)導(dǎo)致BaNd2Ti4O12物質(zhì)發(fā)生顯著的水化現(xiàn)象。在研磨介質(zhì)的沖擊下，BaNd2Ti4O12水化成相應(yīng)的氫氧化物凝膠。經(jīng)證實(shí)，球磨的機(jī)械沖擊力是BaNd2 Ti4O12水化的必要條件。故在BaNd2Ti4O12粉體的加工中不宜以水作為球磨溶劑。
　　 4)球磨后的粉體在燒結(jié)過(guò)程中發(fā)育成