鉛基鈣鈦礦高介電常數(shù)微波介質(zhì)陶瓷的改性研究.pdf

1、論文首先全面概述了微波介質(zhì)陶瓷的研究發(fā)展情況,接著從理論上探討了微波介質(zhì)陶瓷的介電性能的改性依據(jù)以及可行性.在理論的指導(dǎo)下,論文從材料組成、制備工藝、晶體中的物理化學(xué)顯微結(jié)構(gòu)三者和微波介電性能的綜合關(guān)系這一整體思想出發(fā),進(jìn)行(Pb<,1-x>Ca<,x>)(Fe<,0.5>Nb<,0.5>)O<,3>(PCFN)鉛基鈣鈦礦微波介質(zhì)陶瓷的材料設(shè)計(jì)、制備技術(shù)、微觀結(jié)構(gòu)及其與介電性能之間關(guān)系的研究.研究了鉛基鈣鈦礦微波介質(zhì)陶瓷高介電常數(shù)的起源

2、、各類極化機(jī)理及其與介電損耗間的關(guān)系.容差因子的研究表明對(duì)于鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的微波介質(zhì)瓷,氧八面體的傾斜是與諧振頻率溫度系數(shù)聯(lián)系起來(lái)的一個(gè)重要因素.在理論研究的基礎(chǔ)上提出了鉛基鈣鈦礦微波介電性能的改善措施.在大量實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,利用XRD、SEM、EDS及雙端口微波網(wǎng)絡(luò)分析儀(ADVANTEST R3767C)等現(xiàn)代測(cè)試分析手段研究了改性PCFN鉛基鈣鈦礦微波介質(zhì)陶瓷中物相組成、顯微結(jié)構(gòu)及介電性能三者之間的關(guān)系.為了適應(yīng)微波電路的進(jìn)一步小型化而

3、向混合集成化方向發(fā)展,我們采用氧化物液相助燒法研究了PCLFN陶瓷的低溫?zé)Y(jié)特性.采用Bi<,2>O<,3>、MnO<,2>單一摻雜及按照不同的Bi<,2>O<,3>/MnO<,2>質(zhì)量百分比例混合摻雜的方式(摻雜含量為w,wt％).實(shí)驗(yàn)表明Bi<,2>O<,3>及MnO<,2>的摻入均可有效的降低體系的燒結(jié)溫度,并調(diào)整體系介電性能.Bi<,2>O<,3>/MnO<,2>質(zhì)量百分比(k)對(duì)微波介電性能的影響較大,通過(guò)不同添加比例、微觀結(jié)

4、構(gòu)和EDS能譜研究其燒成過(guò)程,揭示了液相助燒機(jī)理.Bi<,2>O<,3>及MnO<,2>的聯(lián)合摻雜比單一摻雜更能有效地降低體系的燒結(jié)溫度,而且它們對(duì)微波介電性能的作用存在協(xié)同效應(yīng).當(dāng)k=1,w=1燒成溫度為1050℃,保溫4h時(shí),在Bi<,2>O<,3>及MnO<,2>聯(lián)合摻雜的PCLFN體系中的可制得微波介電性能為:ε<,r>=91.1,Qf=4870GHz,τ<,f>=18.5ppm/℃的試樣.工藝對(duì)顯微結(jié)構(gòu)的形成很關(guān)鍵,而顯微結(jié)構(gòu)