Ba6-3xLn8+2xTi18O54体系微波介质陶瓷研究

论文摘要

Ba6-3xLn8+2xTi18O54（Ln为Sm,Nd,La等稀土元素）固溶体是典型的高介电常数的微波介质陶瓷（ε>80）,在微波通讯技术中有着重要的应用。谐振器的尺寸与介质材料的介电常数的平方根成反比,介电常数越大越有利于其小型化,因而高ε微波介质陶瓷的研究在当今微波介质材料的研究中是一个十分活跃的分支。在追求高ε的同时,还要保证材料的τf控制在1ppm/℃附近,同时材料的品质因数Q值需要尽可能高,从而保证微波介质陶瓷器件的低损耗和高稳定性。本文研究了成分和烧结工艺对Ba6-3xSm8+2xTi18O54系列陶瓷性能的影响,用Nd2O3掺杂,得到的BNST陶瓷最佳性能配方Ba4(Nd0.25Sm0.75)9.33Ti18O54,该配方经1100℃/3h预烧后1320℃/3h烧结可以获得优良的介电性能:ε=79.42,τε=-57ppm/℃,Q×f=3240（1GHz）。同时本文还探讨了成分和烧结工艺对BNT和BST陶瓷的微波性能、表面形貌和相组成的影响,考察了各种掺杂对BNT陶瓷（x=2/3）性能的影响,对La、Y掺杂的作用和机理做了讨论。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.1.1 微波介质陶瓷材料的应用及性能要求
• 1.1.2 微波介质陶瓷的介电特性
• 1.2 微波介质陶瓷的历史及现状
• 1.2.1 微波介质陶瓷的历史
• 1.2.2 高介微波介质陶瓷
• 1.2.3 低温烧结微波介质陶瓷
• 2O₃-TiO₂ 系统研究发展状况'>1.2.4 BaO-Ln₂O₃-TiO₂系统研究发展状况
• 1.3 论文课题的提出
• 6-3xLn_8+2xTi₁₈O₅₄ 系统（Ln=Sm，Nd）微波介质陶瓷研究依据'>1.3.1 Ba_6-3xLn_8+2xTi₁₈O₅₄系统（Ln=Sm，Nd）微波介质陶瓷研究依据
• 6-3xLn_8+2xTi₁₈O₅₄ 系统（Ln=Sm，Nd）微波介质陶瓷研究内容'>1.3.2 Ba_6-3xLn_8+2xTi₁₈O₅₄系统（Ln=Sm，Nd）微波介质陶瓷研究内容
• 第二章 实验方案
• 2.1 主要实验原料
• 2.2 主要实验仪器
• 2.3 实验配方设计
• 2.3.1 BNST 四元微波陶瓷配方设计
• 2.3.2 BNT 陶瓷掺杂配方设计
• 2.4 工艺路线及烧结参数
• 2.5 陶瓷性能测试
• 2.5.1 介电性能测试
• 2.5.2 频率温度系数测试
• 2.5.3 密度测量
• 2.6 陶瓷结构分析
• 2.6.1 扫描电镜（SEM）表面形貌分析
• 2.6.2 X 射线衍射（XRD）分析
• 2.7 小结
• 第三章 实验数据及结论
• 3.1 BNST 四元微波陶瓷成分工艺研究
• 3.1.1 BST 陶瓷研究
• 3.1.2 BNST 陶瓷的研究
• 3.1.3 BNT，BST 与BNST 最佳配方比较
• 3.2 稀土掺杂对BNT 陶瓷性能改进研究
• 3.2.1 显微结构和相组成的结合分析
• 3.2.2 稀土掺杂样品的温度特性
• 3.2.3 La 掺杂陶瓷性能研究
• 3.2.4 Y 掺杂陶瓷性能研究
• 3.3 小结
• 第四章 总结
• 致谢
• 参考文献
• 攻硕期间取得的研究成果