BaO-Nd-,2-O-,3--TiO-,2-系統(tǒng)微波介質陶瓷低溫燒結.pdf

1、低溫燒結微波介質陶瓷材料研究近年受移動通信事業(yè)的推動,發(fā)展非常迅速,為了滿足微波器件小型化的需要,迫切需要開發(fā)高介電常數(shù)的低溫燒結微波介質材料.Ba<,6-3x>Ln<,8+2x>Ti<,18>O<,54>(Ln為Sm、Nd、La等稀土元素)固溶體是典型的高介電常數(shù)微波介質陶瓷(ε>80),在微波通訊技術中有著重要的應用.根據(jù)陶瓷-銀電極共燒要求,該文選用Bi<,2>O<,3>、BaCuO<,2>-CuO(簡稱BCC)、ZnO-B<,2

2、>O<,3>-SiO<,2>(ZBS)、BaO-B<,2>O<,3>-SiO<,2>(簡稱BBS),系統(tǒng)研究了燒結條件及成分變化對Ba<,6-3x>Nd<,8+2x>Ti<,18>O<,54>高介電常數(shù)微波介質陶瓷的燒結性能、相組成、顯微結構和微波介電性能之間的關系.在此基礎上,先利用Bi部分置換Nd,再摻加BCC/ZBS、BCC/BBS助劑,協(xié)同降低Ba<,6-3x>Nd<,8+2x>Ti<,18>O<,54>陶瓷的燒結溫度并協(xié)調微波

3、介電性能.(一)基礎配方的選擇及改性優(yōu)化;Ba<,6-3x>Nd<,8+2x>Ti<,18>O<,54>陶瓷在0.5≤x≤0.8范圍內,隨著x的增加,介電常數(shù)呈下降趨勢,在x=2/3時出現(xiàn)異常增大現(xiàn)象;Q·f值則先增后減.x=2/3,陶瓷為純凈的單相固溶體,Q·f達到最大值,x>2/3,有第二相Nd<,2>Ti<,2>O<,7>出現(xiàn),導致Q·f下降.在用Bi對Nd置換的陶瓷中,隨著Bi置換量的增加,致密化燒結溫度降低,介電常數(shù)增加,而Q

4、·f保持在較高的數(shù)值.(二)單一助劑BCC降低燒結溫度;Ba<,6-3x>Nd<,8+2x>Ti<,18>O<,54>陶瓷致密化溫度先隨BCC量的增加而下降,隨之基本保持變化.摻加量2.5~15wt％時,燒結溫度均在1150℃,這與BCC的低共熔點溫度較高密切相關,單一摻加BCC助劑降低燒結溫度效果有限.BCC相作為第2相分布在晶界或晶粒處,Ba<,6-3x>Nd<,8+2x>Ti<,18>O<,54>陶瓷介電常數(shù)和Q·f值隨BCC添加

5、量增加而下降.(三)復合助劑低溫燒結研究;采用ZBS/BCC、BBS/BCC復合助劑,促使Ba<,6-3x>Nd<,8+2x>Ti<,18>O<,54>陶瓷在較低溫度下結晶充分,可以與Cu、Ag電極共燒.固定BCC添加量,隨著ZBS、BBS添加量增加,介電常數(shù)先降低后上升,并保持良好的Q·f值.Ba<,4>(Nd<,0.85>Bi<,0.15>)<,28/3>Ti<,18>O<,54>陶瓷在復合添加2.5wt％BaCuO<,2>-CuO