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铌酸锌微波介质陶瓷制备及结构与介电性能分析
作 者: 丁耀民
导 师: 代建清
学 校: 昆明理工大学
专 业: 材料学
关键词: 固相法 化学共沉淀法 铌酸锌 微波介质陶瓷 介电性能
分类号: TQ174.75
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
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内容摘要
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铌酸锌微波介质陶瓷有着较好的微波介电性能,同时有着固有的、低的烧结温度,是一类具有很大应用潜力的微波介质材料,被人们广泛关注。本文采用不同的方法制备铌酸锌微波介质陶瓷,对陶瓷的形成过程进行研究。采用传统固相法制备铌酸锌微波介质陶瓷,确定固相法制备铌酸锌微波介质陶瓷的成相温度。在1100℃可以制备出Zn3Nb2O8陶瓷粉体；在1000℃可以制备出ZnNb2O6陶瓷粉体。对传统固相法合成的铌酸锌陶瓷低频介电性能进行了分析(fn=30MHz):1200℃、4h烧结制备的Zn3Nb208陶瓷,相对密度为：96.82%,εr=22.10; CVB1.5wt%掺杂,1000℃、4h烧结制备的Zn3Nb208陶瓷,相对密度为：94.42%,εr=20.02；1100℃、4h烧结制备的ZnNb2O6陶瓷,相对密度为：93.41%,εr,=17.88。确定可溶性铌盐制备工艺；通过热力学计算和可溶性铌盐的溶解过程实验确定化学共沉淀法制备铌酸锌微波介质陶瓷的反应温度和pH值范围。在可溶性铌盐制备工艺研究中：n(KOH)/n(Nb2O5)=10:1,450℃、4h熔融反应,Nb205的溶解率可达92.59%；结合热力学计算和可溶性铌盐的溶解实验确定了化学共沉淀法制备铌酸锌微波介质陶瓷的反应温度和pH值范围：常温下反应的pH值范围8至11,70℃时反应pH值范围：7.5至10.5之间。采用化学共沉淀法制备一系列的铌酸锌微波介质陶瓷粉料；对铌酸锌微波介质陶瓷的形成过程及机理进行了研究。着重研究了pH值,温度等一系列因素对合成Zn3Nb208陶瓷粉料的影响。通过XRD对前驱体及预烧后陶瓷粉体的相结构进行了研究,使用粒度分析仪分析样品的粒度,TG-DTA确定陶瓷的煅烧、烧结温度,SEM对陶瓷的形貌进行了分析。分析表明：600℃预烧的铌酸盐前驱体粉末已经具有良好的相结构,n(Zn)/n(Nb)=2.8:2时制备的前驱体在850℃煅烧,煅烧后粉体XRD衍射图谱与标普相吻合；n(Zn)/n(Nb)=0.7:2制备的前驱体在750℃煅烧可合成ZnNb2O6陶瓷粉体。对化学共沉淀法合成的铌酸锌陶瓷低频介电性能进行了分析(fn=30MHz):950℃、4h烧结制备的Zn3Nb208陶瓷,相对密度为：88.62%,εr=10.09; CVB掺杂1.5wt%,950℃、4h烧结制备的Zn3Nb2O8陶瓷,相对密度为：94.20%,εr=19.83；950℃、4h烧结制备的ZnNb2O6陶瓷,相对密度为：95.34%；εr=24.46。
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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 硅酸盐工业 > 陶瓷工业 > 陶瓷制品 > 工业用陶瓷
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