CaO-Li-,2-O-Sm-,2-O-,3--TiO-,2-微波介質(zhì)陶瓷制備與介電性能研究.pdf

1、微波介質(zhì)陶瓷是一種新型的信息材料。本實(shí)驗(yàn)制備CaO-Li2O-Sm2O3-TiO2微波介質(zhì)陶瓷，期望獲得諧振頻率溫度系數(shù)較小的材料。對(duì)材料的相組成與斷面微觀形貌采用XRD與SEM進(jìn)行分析，介電常數(shù)、品質(zhì)因數(shù)、諧振頻率溫度系數(shù)均在微波頻率下測(cè)得。以此來(lái)研究材料的相組成、微觀形貌、化學(xué)組分、燒結(jié)工藝與介電性能之間的關(guān)系。
　　 xCaTiO3-(1-x)(Li1/2Sm1/2)TiO3 通過(guò)固相法制得。該系預(yù)燒粉體形成了鈣鈦礦結(jié)構(gòu)。

2、陶瓷的晶胞體積與Li+、Sm3+的含量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。Li+、Sm3+的含量越多，陶瓷介電常數(shù)越低，實(shí)驗(yàn)獲得介電常數(shù)ε：81～149；Li+、Sm3+的含量增加，介電損耗增大，品質(zhì)因數(shù)Qf：2489～4895GHz；Li+、Sm3+的含量增加，諧振頻率溫度系數(shù)τf由正值向負(fù)值移動(dòng)。該系陶瓷介電常數(shù)隨燒結(jié)溫度升高而降低；介電損耗隨燒結(jié)溫度升高，先減小后增大，品質(zhì)因數(shù)在燒結(jié)溫度范圍存在極大值；隨燒結(jié)溫度升高，諧振頻率溫度系數(shù)減小。對(duì)介電性能的

3、優(yōu)化組成點(diǎn)研究發(fā)現(xiàn)：當(dāng)x=0.26時(shí)，獲得較優(yōu)介電性能：介電常數(shù)ε=101，品質(zhì)因數(shù)Qf=3399GHz，諧振頻率溫度系數(shù)τ?=8ppm/℃。
　　 0.3CaTiO3-0.7[Li0.5(Sm1-xNdx)0.5]TiO3 由前驅(qū)體法制得。Nd3+的加入成功提高了介電常數(shù)，ε：109～126；降低了諧振頻率溫度系數(shù)，τf：-14～16ppm/℃；但介電損耗卻隨之增大，即品質(zhì)因數(shù)降低，Qf：3530～2313GHz。隨燒結(jié)溫度升

4、高，介電常數(shù)降低，介電損耗增大，諧振頻率溫度系數(shù)減小。當(dāng)燒結(jié)溫度為1360℃，x=0.4時(shí)，樣品可獲得較優(yōu)性能：介電常數(shù)ε=118，品質(zhì)因數(shù)Qf=3068GHz，諧振頻率溫度系數(shù)τf=5ppm/℃。
　　 16CaO–9Li2O–12Sm2O3–63TiO2 通過(guò)固相法制得。對(duì)其預(yù)燒粉體進(jìn)行XRD分析發(fā)現(xiàn)，相組成中存在Sm2Ti2O7（焦綠石相）；隨預(yù)燒溫度升高，陶瓷致密度提高；燒結(jié)陶瓷結(jié)構(gòu)主晶相為鈣鈦礦，隨預(yù)燒溫度升高，雜相金