鉍基焦綠石介質(zhì)材料的制備與介電性能研究.pdf

1、鉍基焦綠石Bi2O3-ZnO-Nb2O5系介質(zhì)材料具有介電常數(shù)高、損耗低、介電常數(shù)溫度系數(shù)可調(diào)及燒結(jié)溫度低的特點，成為發(fā)展低溫共燒陶瓷技術(shù)的優(yōu)良材料體系，降低了多層器件的成本。本文對Bi2O3-ZnO-Nb2O5系介質(zhì)陶瓷的結(jié)構(gòu)與性能進行了系統(tǒng)地研究，建立了材料組分、化學鍵性質(zhì)、晶體結(jié)構(gòu)與介電性能之間的聯(lián)系，制備出了滿足美國EIA(Electronic Industries Association)標準的NP0特性要求（在溫度從-55℃

2、到+125℃的范圍之內(nèi)，電容量溫度系數(shù)≤±30 ppm/℃）的低溫共燒陶瓷材料，具體研究內(nèi)容如下：
　　(1)采用傳統(tǒng)固相工藝制備(Bi1.5Zn0.5-xMgx)(Zn0.5Nb1.5)O7(x=0.0,0.1,0.2,0.3,0.4)與(Bi1.8Zn0.2)(Zn0.5Nb1.5-xSnx)O7.15-x/2(x=0.0,0.05,0.1,0.2)介質(zhì)陶瓷材料。采用Mg2+、Sn4+分別取代立方焦綠石相BZN中A位的Zn2+

3、與B位的Nb5+，探討 A/B位離子取代對體系的晶體結(jié)構(gòu)、微觀形貌、化學鍵性質(zhì)、介電性能的影響。1000℃下燒結(jié)，(Bi1.8Zn0.2)(Zn0.5Nb1.4Sn0.1)O7.1陶瓷樣品的εr=170，Tc=0.3747 ppm/℃，符合美國EIA標準的NP0溫度特性要求。
　　(2)采用傳統(tǒng)固相工藝制備了Bi2(Zn1-xMgx)2/3Nb4/3O7(0.0≤x≤1.0)介質(zhì)陶瓷材料。采用二價Mg2+取代Bi2Zn2/3Nb4

4、/3O7中B位的Zn2+，系統(tǒng)地研究體系組分、相穩(wěn)定性、晶體結(jié)構(gòu)、介電性能之間的關(guān)系。隨著Mg2+含量的增加，體系發(fā)生從單斜相到立方焦綠石相的相轉(zhuǎn)變過程。900℃下燒結(jié)，Bi2(Zn0.5Mg0.5)2/3Nb4/3O7陶瓷樣品的εr=98，tanδ=3.4×10-4，Tc=0.65 ppm/℃，符合美國EIA標準的NP0溫度特性要求，可用于LTCC的制備。
　　(3)將具有相反溫度系數(shù)的單斜相 Bi2Zn2/3Nb4/3O7(β