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,移動通訊和全球衛(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來調(diào)節(jié)樣品的溫度系數(shù)。通過添加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。通過與Ag共燒的實驗,證明了這些化合物不會與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稍小則說明了樣品的介電損耗主要是由氧空位引起