低介微波介質(zhì)陶瓷及BST基鐵電陶瓷的凝膠注模制備技術(shù)及其性能研究.pdf

1、在閱讀大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,結(jié)合科研項(xiàng)目的實(shí)際需要,本文以0.9Al2O3-0.1TiO2和90 wt.％(0.75ZnAl2O4-0.25TiO2)-10 wt.％ MgTiO3(ZTM)低介微波介質(zhì)陶瓷以及45 wt％ Ba0.6Sr0.4TiO3-55 wt％ MgO(BSTM)鐵電陶瓷為研究對象,采用凝膠注模工藝制備了這三類陶瓷材料,系統(tǒng)研究了制備方法對這些陶瓷材料相組成、微觀結(jié)構(gòu)以及相關(guān)性能的影響。
　　首先在簡單介紹陶瓷漿

2、料流變學(xué)特性及丙烯酰胺凝膠體系凝膠固化原理的基礎(chǔ)上,研究了pH值、分散劑以及固相含量對陶瓷漿料的流變學(xué)特性的影響,并研究了環(huán)境溫度、引發(fā)劑和催化劑加入量以及單體濃度對陶瓷漿料凝膠固化速率的影響。
　　采用水基凝膠注模工藝和干壓法制備了0.9Al2O3-0.1TiO2陶瓷。研究了制備工藝對0.9Al2O3-0.1TiO2陶瓷的相組成、微觀結(jié)構(gòu)以及微波介電性能的影響。通過采用合適的粉體預(yù)燒溫度和連續(xù)緩慢的降溫處理,消除了Al2TiO5

3、第二相,在最終制備得到的0.9Al2O3-0.1TiO2陶瓷中只存在Al2O3和TiO2兩相。與干壓法相比,采用水基凝膠注模工藝制備的0.9Al2O3-0.1TiO2陶瓷的氣孔較少、晶粒較大且分布更加均勻。此外,采用水基凝膠注模工藝制備0.9Al2O3-0.1TiO2陶瓷能夠有效改善其微波介電性能。基于分步干燥法和緩慢的排膠制度,采用水基凝膠注模工藝制備了完整的大尺寸、復(fù)雜形狀的0.9Al2O3-0.1TiO2陶瓷部件。
　　采用

4、水基凝膠注模工藝和干壓法制備了ZTM陶瓷。研究了制備工藝對ZTM陶瓷的相組成、微觀結(jié)構(gòu)以及微波介電性能的影響。結(jié)果表明,無論采用哪種制備方法,制備的ZTM陶瓷的相組成都是一樣的。與干壓法相比,采用水基凝膠注模工藝制備的ZTM陶瓷的氣孔較少、晶粒較大且分布更加均勻。此外,采用水基凝膠注模工藝制備ZTM陶瓷不但可以有效改善其微波介電性能,而且還能夠在一定程度上降低其燒結(jié)溫度?；诜植礁稍锓ê途徛呐拍z制度,采用水基凝膠注模工藝制備了ZTM微

5、波介質(zhì)天線基板,最后制備出可以滿足實(shí)際應(yīng)用要求的GPS天線。
　　采用水基、半水基凝膠注模工藝以及干壓法制備了BSTM鐵電陶瓷。研究了制備工藝對BSTM陶瓷的相組成和微觀結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明,無論采用哪種制備方法,制備的BSTM陶瓷的相組成都是一樣的。同時(shí),采用水基和半水基凝膠注模工藝制備的BSTM陶瓷的微觀結(jié)構(gòu)都比較均勻。
　　采用非水基凝膠注模工藝和干壓法制備了BSTM陶瓷。研究了制備工藝對BSTM陶瓷的相組成、微觀結(jié)構(gòu)

6、以及介電性能的影響。結(jié)果表明,無論采用哪種制備方法,制備的BSTM陶瓷的相組成都是一樣的。與干壓法相比,采用非水基凝膠注模工藝制備的BSTM陶瓷的微觀結(jié)構(gòu)更加均勻。此外,采用非水基凝膠注模工藝制備BSTM陶瓷不但能夠改善其性能的穩(wěn)定性,而且還能夠在一定程度上改善其介電性能。
　　采用水基凝膠注模工藝輔助固相反應(yīng)法(AGASSM)與固相反應(yīng)法(SSM)制備了BSTM陶瓷粉體。研究了陶瓷粉體制備方法對制備的陶瓷粉體的相組成和微觀結(jié)構(gòu)的

7、影響。隨后采用干壓法成型,研究了陶瓷粉體制備方法對最終制備的BSTM陶瓷的相組成、微觀結(jié)構(gòu)以及介電性能的影響。結(jié)果表明,與SSM相比,采用AGASSM制備的BSTM陶瓷粉體粒徑更小(Dav=1.00 μm)、呈球狀,而且分布更加均勻。無論采用哪種粉體制備方法,制備的BSTM陶瓷粉體以及用該陶瓷粉體干壓成型的BSTM陶瓷的相組成都是完全一樣的。與SSM相比,采用AGASSM制備的陶瓷粉體干壓成型的BSTM陶瓷的微觀結(jié)構(gòu)更加均勻。此外,采用

8、AGASSM制備陶瓷粉體可以改善BSTM陶瓷的介電性能,并能夠在一定程度上降低其燒結(jié)溫度。
　　采用改進(jìn)的水基凝膠注模工藝輔助固相反應(yīng)法(IAGASSM)、AGASSM和SSM制備了BSTM陶瓷粉體。研究了陶瓷粉體制備方法對制備的陶瓷粉體的相組成和微觀結(jié)構(gòu)的影響。隨后采用干壓法成型,研究了陶瓷粉體制備方法對最終制備的BSTM陶瓷的相組成、微觀結(jié)構(gòu)以及介電性能的影響。結(jié)果表明,與SSM和AGASSM相比,采用IAGASSM制備的BS