鈦酸鋅鋰基微波介質(zhì)陶瓷的制備和性能研究.pdf

1、本文以 Li2ZnTi3O8基陶瓷為研究對象,采用離子替代、添加氧化物等手段調(diào)節(jié)Li2ZnTi3O8基陶瓷的微波介電性能,通過添加 H3BO3和ZnO-B2O3玻璃降低材料的燒結(jié)溫度。
　　利用Mg2+替代Li2ZnTi3O8基陶瓷中的Zn2+形成Li2MgxZn1-xTi3O8固溶體。研究發(fā)現(xiàn)隨著 x值的增大,Li2MgxZn1-xTi3O8陶瓷的介電常數(shù)逐漸增大,諧振頻率溫度系數(shù)向正值方向變化。當x=0.6時,Li2MgxZn

2、1-xTi3O8陶瓷的品質(zhì)因數(shù)出現(xiàn)極大值,這可能是由材料的有序度所引起的。隨著燒結(jié)溫度的上升,Li2MgxZn1-xTi3O8陶瓷的介電常數(shù)和品質(zhì)因數(shù)先增大后減小,1225℃為其最佳燒結(jié)溫度。
　　為了調(diào)節(jié)Li2ZnTi3O8陶瓷的微波介電性能,向材料中摻雜適量的TiO2。由于摻雜的TiO2所占體積分數(shù)較小,故其對Li2ZnTi3O8基陶瓷的介電常數(shù)影響不大。當摻雜的TiO2很少時,會提高材料的致密度從而提高材料的品質(zhì)因數(shù)。隨著

3、TiO2含量的進一步增多,品質(zhì)因數(shù)又有下降的趨勢,最優(yōu)摻雜量為0.5 wt％。諧振頻率溫度系數(shù)的變化較為復(fù)雜,其變化原因需進一步研究。隨著燒結(jié)溫度的上升,Li2ZnTi3O8基陶瓷的介電常數(shù)和品質(zhì)因數(shù)都有先上升后下降的趨勢,最佳燒結(jié)溫度為1200℃;為了降低材料的燒結(jié)溫度,同時調(diào)節(jié)其微波介電性能,向Li2ZnTi3O8陶瓷中添加適量的SiO2。由于摻雜的SiO2所占體積分數(shù)較小,故其對Li2ZnTi3O8基陶瓷的介電常數(shù)和諧振頻率溫度系

4、數(shù)影響不大。SiO2在燒結(jié)過程中會形成液相,提高了材料的致密度,使品質(zhì)因數(shù)增大。過量的SiO2會形成大量的高損耗液相,從而又使品質(zhì)因數(shù)下降,最優(yōu)摻雜量為0.2 wt％。隨著燒結(jié)溫度的升高,材料的品質(zhì)因數(shù)有先增大后減小的趨勢,最佳燒結(jié)溫度為1150℃。
　　H3BO3和ZnO-B2O3玻璃均能將Li2ZnTi3O8基陶瓷的燒結(jié)溫度從1200℃左右降至900～950℃。H3BO3對材料的介電常數(shù)和諧振頻率溫度系數(shù)影響不大,少量的H3B