高介電常數(shù)Li-Nb-Ti系微波介質(zhì)陶瓷的低溫?zé)Y(jié)研究.pdf

1、隨著微波通信技術(shù)的迅速發(fā)展,研究者們對(duì)微波介質(zhì)陶瓷提出了更高的要求,低溫共燒陶瓷(LTCC)更是該領(lǐng)域的熱門研究方向。
　　Li2O-Nb2O5-TiO2(LNT)陶瓷具有介電常數(shù)高、品質(zhì)因數(shù)高和頻率溫度系數(shù)小等優(yōu)異的微波介電性能,并且其燒結(jié)溫度相對(duì)較低(1100℃),相對(duì)于其他高介電常數(shù)的微波介質(zhì)陶瓷(燒結(jié)溫度一般在1300℃以上),更容易通過(guò)摻雜達(dá)到降燒的效果,而對(duì)其自身的微波介電性能影響卻很小。LNT陶瓷是一種很有發(fā)展?jié)摿Φ?/p>

2、新型微波介質(zhì)材料,有望通過(guò)摻雜降燒作為L(zhǎng)TCC材料使用。
　　本文主要包括了對(duì)LNT陶瓷的工藝優(yōu)化和摻雜降燒兩部分的內(nèi)容。其中,在LNT陶瓷摻雜降燒的研究中,所采用的降燒劑主要有:Li-Al-B、Li-B-Si、V-Cu,其中Li-B-Si是采用不同摩爾比配制的兩種降燒劑,分別記為S1和S2降燒劑。主要研究工作如下:
　　(1)在球磨時(shí)間的對(duì)比實(shí)驗(yàn)中,研究表明,隨著球磨時(shí)間的增加,可以在一定范圍內(nèi)改善LNT陶瓷的介電性能。當(dāng)

3、球磨時(shí)間為4小時(shí)時(shí),取得最佳的微波介電性能:εr=69.14, tgε=6.37×10-4, Qf=5900GHz。
　　(2)在球磨配比的對(duì)比實(shí)驗(yàn)中,研究表明,隨著球磨配比中鋯球和酒精所占比例的不同,LNT陶瓷的介電性能會(huì)有所不同。最終確定了粉料、酒精、鋯球三者的最佳比例為1:0.75:6,其對(duì)應(yīng)的優(yōu)異微波介電性能為:εr=68.92,tgε=6.33×10-4, Qf=5829GHz。
　　(3)研究了LAB降燒劑對(duì)LN

4、T陶瓷介電性能的影響。研究表明,LAB降燒劑在一定程度上可以降低LNT陶瓷的燒結(jié)溫度。當(dāng)摻雜w(LAB)為3％時(shí),LNT陶瓷可在950℃燒結(jié)致密,并獲得了優(yōu)異的微波介電特性:εr=61.23,Qf=4704GHz,τf=2.2ppm/℃。
　　(4)研究了VC降燒劑對(duì)LNT陶瓷介電性能的影響。研究表明,VC降燒劑可以在一定程度上降低LNT陶瓷的燒結(jié)溫度。當(dāng)摻雜w(VC)為3％時(shí),LNT陶瓷可在925℃燒結(jié)致密,并獲得了優(yōu)異的微波介

5、電特性:εr=61.38,Qf=5420GHz,τf=-3.2ppm/℃。
　　(5)研究了S1降燒劑對(duì)LNT陶瓷介電性能的影響。研究表明,在LNT陶瓷中摻入少量的S1降燒劑,即可達(dá)到很好的降燒效果,并且對(duì)LNT陶瓷本身的介電性能影響很小。通過(guò)XRD的分析可知,在摻入少量S1降燒劑的LNT陶瓷中沒(méi)有出現(xiàn)第二相。
　　當(dāng)摻雜w(S1)為0.75％時(shí),LNT陶瓷可在900℃燒結(jié)致密,并獲得了優(yōu)異的微波介電特性:εr=66.74,