系列新型介電材料的制備、結(jié)構(gòu)與性能研究.pdf

1、近年來(lái),移動(dòng)通訊和全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)等現(xiàn)代通信技術(shù)的迅速發(fā)展,對(duì)微波介質(zhì)陶瓷的研究不僅集中在中低介電常數(shù)微波介質(zhì)陶瓷的改性上,而且更集中在探索固有燒結(jié)溫度低的新型微波介質(zhì)陶瓷材料。另外,隨著電子元器件不斷往微型化的方向發(fā)展,具有高介電常數(shù)(εr>100)的鎢青銅結(jié)構(gòu)介電材料也備受關(guān)注。
　　(1)以降低Ba8Ti3Nb4O24的τf和提高其Q×f為目的,通過(guò)Sb取代Nb,研究Ba8Ti3Nb4-xSbxO24(x=0-2)的微波介電

2、性能。隨著x從0到1.5,陶瓷的最佳燒結(jié)溫度從1460℃降至1400℃,禁帶寬度能級(jí)從3.38eV增加到3.47eV,Q×f有效地從22900GHz提高至38000GHz。x=2,樣品的τf顯著地從110ppm/℃降低至2ppm/℃。
　　(2)Li基微波介電陶瓷因其固有燒結(jié)溫度低而得到廣泛的關(guān)注。在燒結(jié)溫度區(qū)間為975-1050℃合成了新型Li基正交相的Li2MTi6O14(M=Ba,Sr)陶瓷。Li2BaTi6O14的最佳燒結(jié)

3、溫度為1025℃,對(duì)應(yīng)的微波介電性能是εr=30.3,Q×f=19900GHz,τf=-18.3ppm/℃;Li2SrTi6O14的最佳燒結(jié)溫度為1000℃,對(duì)應(yīng)的微波介電性能為εr=33,Q×f=6300GHz,τf=-3.7ppm/℃。二者較低的品質(zhì)因數(shù)除了由于樣品在高溫下Li的揮發(fā)導(dǎo)致存在氣孔之外,還可能與Li離子的遷移有關(guān),而它們的晶體結(jié)構(gòu)中有可用于Li離子遷移的空通道。
　　(3)為了進(jìn)一步地降低燒結(jié)溫度,探索并研究了含

4、釩石榴石結(jié)構(gòu)化合物的微波介電性能。LiCa3AV3O12與NaCa2A2V3O12(A=Mg,Zn)的最佳燒結(jié)溫度均為900℃,它們屬于低介電常數(shù)高品質(zhì)因數(shù)的微波介質(zhì)陶瓷,但它們的τf在負(fù)的方向都比較大,因此采用添加CaTiO3來(lái)調(diào)節(jié)樣品的溫度系數(shù)。通過(guò)添加20mol％的CaTiO3,它們的τf可調(diào)節(jié)至0附近,而且保持了較高的Q×f。通過(guò)與Ag共燒的實(shí)驗(yàn),證明了這些化合物不會(huì)與Ag反應(yīng),有望成為新型低溫共燒技術(shù)的微波介質(zhì)陶瓷。
　

5、　(4)在常溫下,頻率為1MHz的鎢青銅結(jié)構(gòu)Ba5AFe0.5Ta9.5O30(A=K,Li)陶瓷的介電常數(shù)在100以上。在高溫下,陶瓷具有明顯的彌散弛豫現(xiàn)象,低頻高溫出現(xiàn)單調(diào)上揚(yáng)的介電常數(shù)是由于樣品內(nèi)部電導(dǎo)的增加所引起的。陶瓷樣品在高溫下的弛豫行為與高溫下的熱激活過(guò)程有關(guān),堿土金屬元素的揮發(fā)使得樣品內(nèi)部產(chǎn)生了氧空位,氧空位在高溫下的長(zhǎng)程遷移而引起了介電弛豫。樣品的激活能的兩倍值比禁帶寬度能級(jí)稍小則說(shuō)明了樣品的介電損耗主要是由氧空位引起