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低温烧结Ba_（6-3x）Sm_（8+2x）Ti_（18）O_（54）微波介质陶瓷介电性能的研究

作　者: 唐春宝
导　师: 刘维良
学　校: 景德镇陶瓷学院
专　业: 材料学
关键词: 微波介质陶瓷 Ba6-3xSm8+2xTi18054系 低温烧结 烧结助剂
分类号: TQ174.65
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要


Ba6-3xSm8+2xTi18O54固溶体是典型的高介电常数微波介质陶瓷,在微波通讯技术中有着重要的应用。本研究选用Ba6-3xSm8+2xTi18O54体系为基体材料,选用低软化点玻璃料为烧结助剂,采用XRD、SEM、TG-DTA、微波介电性能测试等分析方法,系统研究了各种烧结助剂对Ba6-3xSm8+2xTi18O54微波介质陶瓷低温烧结性能、晶相组成、显微结构及微波介电性能的影响。研究结果主要有以下几个方面:采用传统固相法制备了Ba6-3xSm8+2xTi18O54系列微波介质陶瓷材料,研究该体系的预烧温度、晶相组成、烧结性能和微波介电性能。结果表明:预烧温度在1200℃,可以生成单一的BaSm2Ti4O12相;最佳烧结温度为1380℃;当x=0.5时,1380℃保温3小时,BaSm2Ti4O12材料具有优良的微波介电性能:εr=81.73,Qf=7568GHz,τf=-9.82 ppm/℃。选用低软化点玻璃料BaO-B2O3-SiO2（BBS）和Li2O-B2O3-SiO2-CaO-Al2O3（LBSCA）为烧结助剂,对BaSm2Ti4O12微波介质陶瓷的低温烧结性能进行了研究。研究结果表明,添加以上烧结助剂的各组分陶瓷的主晶相均为BaSm2Ti4O12相,添加剂以玻璃相形式存在于陶瓷晶粒间。单独添加10-20wt.%BBS,可将BaSm2Ti4O12烧结温度降低至1050℃,其中添加10wt.%BBS玻璃料的微波介质陶瓷具有良好的微波介电性能:εr=54.93,Qf=3736GHz,τf=-11.4ppm/℃。掺入10wt.%LBSCA玻璃料能有效地将BaSm2Ti4O12陶瓷的烧结温度由1380℃降低至925℃且具有良好的微波介电性能:εr=53.81,Qf=4580GHz,τf=-11.6ppm/℃。添加10wt.%LBSCA和3wt.%BBS的复合烧结助剂,可获得在900℃,保温2h条件下完全烧结致密的微波介质陶瓷,且具有良好的微波介电性能:εr=55.63,Qf=4266GHz,τf=-13.5 ppm/℃。本研究通过对Ba6-3xSm8+2xTi18O54系微波介质陶瓷低温烧结与微波介电性能的研究,得到了一种烧结温度900℃,性能优良的微波介质陶瓷,该陶瓷有望与纯Ag电极共烧,应用到LTCC领域。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-8
1 引言  8-10
2 文献综述  10-26
  2.1 微波介质陶瓷的介电特性  10-14
    2.1.1 相对介电常数  10-11
    2.1.2 品质因数  11-13
    2.1.3 谐振频率温度系数  13-14
  2.2 微波介质陶瓷的研究现状  14-24
    2.2.1 微波介质陶瓷的发展历史  14-15
    2.2.2 微波介质陶瓷主要体系的研究现状  15-21
    2.2.3 低温烧结微波介质陶瓷的研究现状  21-24
    2.2.4 Ba_(6-3x)Sm_(8+2x)Ti_(18)O_(54)系微波介质低温化研究现状  24
  2.3 本课题的提出及意义  24-25
  2.4 Ba_(6-3x)Sm_(8+2x)Ti_(18)O_(54)系统微波介质低温烧结研究内容  25-26
3 实验内容  26-31
  3.1 样品制备  26-29
    3.1.1 实验原料  26
    3.1.2 实验仪器与设备  26-27
    3.1.3 基体材料和烧结助剂的制备  27
    3.1.4 工艺流程  27-29
  3.2 样品的测试与表征  29-31
    3.2.1 热分析  29
    3.2.2 样品密度测量  29
    3.2.3 物相组成分析  29
    3.2.4 显微结构分析  29
    3.2.5 微波介电性能测试  29-31
4 Ba_(6-3x)Sm_(8+2x)Ti_(18)O_(54)陶瓷的微波介电性能研究  31-38
  4.1 研究背景  31
  4.2 Ba_(6-3x)Sm_(8+2x)Ti_(18)O_(54)陶瓷的微波介电性能研究  31-37
    4.2.1 预烧温度的确定  31-32
    4.2.2 Ba_(6-3x)Sm_(8+2x)Ti_(18)O_(54)陶瓷的显微结构分析  32-34
    4.2.3 Ba_(6-3x)Sm_(8+2x)Ti_(18)O_(54)陶瓷的烧结性能  34-35
    4.2.4 Ba_(6-3x)Sm_(8+2x)Ti_(18)O_(54)陶瓷的微波介电性能  35-37
  4.3 本章小结  37-38
5 Ba_(6-3x)Sm_(8+2x)Ti_(18)O_(54)微波介质陶瓷的低温烧结研究  38-56
  5.1 前言  38
  5.2 添加BBS玻璃料的Ba_(6-3x)Sm_(8+2x)Ti_(18)O_(54)微波介质陶瓷的低温烧结研究  38-43
    5.2.1 样品的烧结性能  38-39
    5.2.2 样品的物相组成  39
    5.2.3 样品的显微结构分析  39-40
    5.2.4 样品的微波介电性能  40-43
    5.2.5 小结  43
  5.3 添加LBSCA玻璃料的BST微波介质陶瓷的低温烧结研究  43-49
    5.3.1 烧结助剂LBSCA的TG-DTA分析  44
    5.3.2 样品的烧结性能  44-45
    5.3.3 样品的物相组成  45-46
    5.3.4 样品的显微结构分析  46-47
    5.3.5 样品的微波介电性能  47-49
    5.3.6 小结  49
  5.4 复合添加LBSCA和BBS玻璃料的BST微波介质陶瓷的低温烧结研究  49-55
    5.4.1 样品的烧结性能  50-51
    5.4.2 样品的物相分析  51
    5.4.3 样品的显微结构分析  51-52
    5.4.4 样品的微波介电性能  52-54
    5.4.5 小结  54-55
  5.5 本章小结  55-56
6 结论  56-58
致谢  58-59
参考文献  59-64

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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 > 生产过程与设备 > 烧成及设备
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