Ta2O5和Y2O3掺杂0.9Al2O3-0.1TiO2基微波介质陶瓷的微结构研究

论文摘要

首先,本文通过测量Ta205掺杂的0.9Al2O3-0.1TiO2基微波介质陶瓷材料的体积密度、符合正电子湮没的寿命谱参数,并用XRD和SEM分析其相组成和微观组织结构,探究烧结工艺、Ta205掺杂量与烧结温度对0.9Al2O3-0.1TiO2基微波介质陶瓷致密度与微观缺陷的影响；其次,通过测量Y203掺杂的0.9Al2O3-0.1TiO2基微波介质陶瓷材料的体积密度、符合正电子湮没的寿命谱参数与Doppler展宽谱,探讨了烧结工艺、Y203掺杂量与烧结温度对0.9Al2O3-0.1TiO2基微波介质陶瓷致密度与微观缺陷的影响。实验结果如下：（1）经1100℃退火并保温12h的xTa2O5-（1-x）（0.9Al2O3-0.1TiO2）（x=0.3wt%、0.6wt%、0.9wt%.1.2wt%、1.5wt%）微波介质陶瓷的XRD图样显示,样品中主要有A1203和Ti02两个相,而A12Ti05相已被分解。（2）比较烧结温度分别为1350℃、1400℃与1450℃的xTa2O5-（1-x）（0.9Al2O3-0.1TiO2）（x=0.3wt％、0.6wt%、0.9wt%、1.2wt%、1.5wt%）陶瓷样品的密度发现：烧结温度为1450℃的样品具有较高的密度；对于每一烧结温度,随着x增加,样品的密度先减小后增加,在x=0.9wt%附近,陶瓷样品的密度最小（3）对xTa2O5-（1-x）（0.9Al2O3-0.1TiO2）（x=0.3wt%、0.6wt%、0.9wt%、1.2wt%、1.5wt%）陶瓷,当烧结温度为1350℃时,随着x增加,样品的正电子第二寿命成分τ2先增加后减小,在x=1.2wt%时出现最大值,说明随着x的增加,样品中缺陷的开空间先增大后减小,在x=1.2wt%附近,缺陷开空间最大。当烧结温度为1400℃时,样品的正电子第二寿命成分τ2随着x的增加而增加,即缺陷开空间随着x增加而增大。当烧结温度为1450℃,随着x的增加,样品的正电子第二寿命成分T2先减小后增加,在x=1.2wt%时出现最小值,即随着x增加,缺陷开空间先减小后增大,在x=1.2wt%附近,缺陷的开空间最小。（4）比较烧结温度分别为1350℃、1400℃和1450℃的xTa2O5-（1-x）（0.9Al2O3-0.1TiO2）陶瓷样品的正电子平均寿命Tm、第二寿命成分τ2及其相对强度12的变化,可知烧结温度为1450℃,x为1.2wt%的样品的缺陷开空间最小,该样品可望具有较好的介电性能。（5）比较烧结温度分别为1350℃、1450℃与1550℃的微波介质陶瓷xY2O3-（1-x）（0.9Al2O3-0.1TiO2）（x=0.0wt%、0.4wt%、0.8wt%、1.2wt%,1.6wt%,2.0wt%）陶瓷样品的密度发现,烧结温度为1550℃的样品的密度较大。在各烧结温度下,随着x的增加,样品的密度逐渐增大。（6）对xY2O3-（1-x）（0.9Al2O3-0.1TiO2）（x=0.Owt%、0.4wt%、0.8wt%、1.2wt%、1.6wt%、2.0wt%）陶瓷,当烧结温度为1350℃时,随着x的增加,样品的正电子第二寿命成分τ2先增加后减小,在x=1.2wt%出现最大值,说明随着x的增加,样品中缺陷的开空间先增大后减小,在x=1.2wt%附近,缺陷的开空间最大；当烧结温度为1450℃时,样品的正电子第二寿命成分T2随着x的增加而增大,即该样品中缺陷的开空间随着x的增加而增大；在1550℃时,随着x的增加,样品的正电子第二寿命成分τ2先减小后增加,τ2最小值出现在x=1.2wt%附近,即随着x的增加,样品中缺陷的开空间先减小后增大,在x=1.2wt%附近,样品中缺陷的开空间最小。（7）符合正电子湮没辐射Doppler展宽的实验结果显示,对xY2O3-（1-x）（0.9Al2O3-0.1TiO2）（x=0.0wt%、0.4wt%、0.8wt%、1.2wt%、2.0wt%）陶瓷,当烧结温度为1350℃时,随着x的增加,样品的商谱谱峰先降低后升高,即样品缺陷的开空间先增加后减小；在x=0.8wt%附近,样品的商谱谱峰最低；当烧结温度为1450℃时,随着x的增加,样品的商谱谱峰呈现降低的趋势,即样品中的晶界缺陷增多。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 微波介质陶瓷的发展历史与发展趋势
• 1.2.1 微波介质陶瓷发展历史
• 1.2.2 微波介质陶瓷发展趋势
• 1.3 微波介质陶瓷的三大性能参数
• 1.3.1 介电常数
• 1.3.2 品质因数
• 1.3.3 谐振频率温度系数
• 1.4 低介电常数微波介质陶瓷的介绍
• 2O₃-TiO₂系列微波介质陶瓷'>1.5 Al₂O₃-TiO₂系列微波介质陶瓷
• 1.6 课题的提出与研究内容
• 第二章 微波介质陶瓷的制备方法
• 2.1 引言
• 2.2 溶胶凝胶法
• 2.3 固相烧结法
• 第三章 正电子湮没技术
• 3.1 引言
• 3.2 正电子湮没的基本原理
• 3.2.1 材料中正电子在的湮没
• 3.2.2 正电子的湮没率和电子密度
• 3.2.3 正电子捕获模型
• 3.2.4 正电子湮没Doppler展宽谱和角关联谱与电子动量
• 3.3 正电子湮没实验
• 3.3.1 多普勒展宽谱测量
• 3.3.2 正电子湮没寿命谱测量
• 2O₅掺杂0.9Al₂O₃-0.1TiO₂基微波介质陶瓷微结构研究'>第四章 Ta₂O₅掺杂0.9Al₂O₃-0.1TiO₂基微波介质陶瓷微结构研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 实验原料
• 4.2.2 实验仪器
• 4.2.3 制备工艺流程
• 4.3 测试部分
• 4.3.1 密度测试
• 4.3.2 物相分析——XRD
• 4.3.3 微结构分析——SEM
• 2O₅掺杂0.9Al₂O₃-0.1TiO₂基微波介质陶瓷正电子寿命谱研究'>4.4 Ta₂O₅掺杂0.9Al₂O₃-0.1TiO₂基微波介质陶瓷正电子寿命谱研究
• 4.4.1 实验结果
• 4.4.2 实验结果分析
• 2O₃掺杂0.9Al₂O₃-0.1TiO₂基微波介质陶瓷微结构研究'>第五章 Y₂O₃掺杂0.9Al₂O₃-0.1TiO₂基微波介质陶瓷微结构研究
• 5.1 引言
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 实验原料
• 5.2.2 实验仪器
• 5.2.3 制备工艺流程
• 5.3 测试部分
• 5.3.1 密度测试
• 2O₃掺杂0.9Al₂O₃-0.1TiO₂基微波介质陶瓷正电子寿命谱研究'>5.4 Y₂O₃掺杂0.9Al₂O₃-0.1TiO₂基微波介质陶瓷正电子寿命谱研究
• 5.4.1 实验结果
• 5.4.2 实验结果分析
• 2O₃掺杂0.9Al₂O₃-0.1TiO₂基微波介质陶瓷Doppler展宽谱研究'>5.5 Y₂O₃掺杂0.9Al₂O₃-0.1TiO₂基微波介质陶瓷Doppler展宽谱研究
• 5.5.1 实验结果
• 5.5.2 实验结果分析
• 第六章 实验结论
• 参考文献
• 致谢
• 硕士期间发表论文目录