新型Li基微波介電陶瓷的制備、結(jié)構(gòu)及性能研究.pdf

1、本論文主要以Li嵌入A3B8O21型六方六元環(huán)類鈣鈦礦Ba3Nb4Ti4O21陶瓷和新型A(B1/2W1/2)O3型復(fù)合鈣鈦礦陶瓷為研究對象,合成制備出了Ba3LixNb4-xTi4+xO21(0≤x≤1)、LiBa3Nb3-xSbxTi5O21(0≤x≤3)、LiBa3Ta3-xSbxTi5O21(0≤x≤3)、Ba(Li2/5W3/5)O3等具有優(yōu)異微波介電性能的系列陶瓷,并對這些體系的制備、相結(jié)構(gòu)以及微波介電性能進行了研究。

2、>　　(1)采用傳統(tǒng)的固相反應(yīng)法合成制備了Ba3Nb4Ti4O21類鈣鈦礦陶瓷固溶體,并對其介電性能以及介電弛豫現(xiàn)象進行了研究,研究得到Ba3Nb4Ti4O21陶瓷的微波介電性能可能與氧空位濃度有關(guān),再結(jié)合Ba3Nb4Ti4O21陶瓷的結(jié)構(gòu),設(shè)想通過引入Li+來填入六方六元環(huán)的空隙,從而調(diào)節(jié)其微波介電性能。通過對設(shè)計合成的Ba3LixNb4-xTi4+xO21(0≤x≤1)體系的研究發(fā)現(xiàn),該體系無第二相生成,致密度高,端元化合物L(fēng)iBa

3、3Nb3Ti5O21(x=1)較Ba3Nb4Ti4O21(x=0)具有更優(yōu)異的微波介電性能,其介電常數(shù)εr為78,Q×f為9,800GHz,諧振頻率溫度系數(shù)τf為205ppm/℃,燒結(jié)溫度從1320℃(x=0)降低到1100℃(x=1)。但是其諧振頻率溫度系數(shù)過大,為了得到近零的諧振頻率溫度系數(shù),我們分別用等價的Sb5+離子和Ta5+離子來取代B位Nb5+離子,制備出了LiBa3Nb3-xSbxTi5O21(0≤x≤3)和LiBa3Ta

4、3-xSbxTi5O21(0≤x≤3)體系,研究發(fā)現(xiàn),LiBa3Nb3-xSbxTi5O21(0≤x≤3)體系隨著x值的增加,樣品的εr值從78減小到了27,Q×f值從9,800GHz增加到了29,400GHz,諧振頻率溫度系數(shù)τf從205ppm/℃降到了-25ppm/℃,當(dāng)x=2.7時,可以得到τf近零的微波介電陶瓷。LiBa3Ta3-xSbxTi5O21(0≤x≤3)陶瓷體系隨著x值的增加,樣品εr從55.5減小到了27,Q×f從1

5、8,480GHz增加到了29,400GHz,諧振頻率溫度系數(shù)τf從70ppm/℃降到了-25ppm/℃,當(dāng)x=2.1時,可以得到τf近零的微波介電陶瓷。
　　(2)采用傳統(tǒng)的固相反應(yīng)法在1040-1140℃合成制備出了Ba5Li2W3O15陶瓷固溶體,經(jīng)過對樣品的XRD圖譜進行分析,我們可以得出所有陶瓷樣品均存在第二相BaWO4。EDS能譜分析也證實了Ba5Li2W3O15陶瓷樣品中確實含有BaWO4化合物。在1120℃時,陶瓷樣