xSrTiO3-（1-x）La(Mg0.5Ti0.5)O3系微波介电陶瓷结构及性能研究

论文摘要

微波介质陶瓷（Microwave Dielectric Ceramic,MWDC）是一种新型功能陶瓷材料。它具有介电常数εr高、品质因子Q高、频率温度系数τf小等优良性能,是制作微波通信器件的关键材料,如谐振器、滤波器等各种微波器件。民用微波器件向微波高频段的发展不仅要求微波介质陶瓷在高频段具有优良的微波介电性能,而且也要求产品必须具有低廉的价格。以具有正频率温度系数得SrTiO3和具有负频率温度系数得La(Mg1/2Ti1/2)O3陶瓷体系进行设计与复合,对制备的固溶体陶瓷的结构和微波性能进行了研究。 采用传统固相反应法制备xSrTiO3-（1—x）La(Mg1/2Ti1/2)O3陶瓷,XRD分析结果表明,在x的整个范围内,可以形成完全固溶体,未出现杂质相,同时会有微弱的超晶格衍射峰出现。通过扫描电子显微镜观察其表面形貌,发现陶瓷体致密、气孔率低。HP8722ET网络分析仪测定体系微波介电性能,发现其微波性能随组成中x值的变化呈非线性的变化。 通过改变固溶体配比,在1550℃下制备了一种微波介质陶瓷材料体系0.4SrTiO3-0.6La(Mg1/2Ti1/2)O3,其介电常数为εr=46.5,品质因子为Q×f=17600GHz,且频率温度系数为τf=1.3ppm/℃。 对0.4SrTiO3-0.6La(Mg1/2Ti1/2)O3的微波性能的改善作了研究。由于该体系在制备烧结过程中要求较高的烧结温度,烧结性能差是这个陶瓷体系的一个缺点。通过改善陶瓷的易烧结性能是本研究的另一方向。玻璃体的加入,化学合成和制备细微粉体的方法可以改善陶瓷的易烧结性能,可是均有较大的缺点。而非玻璃试剂的加入有更好的优越性。所以,选择用低熔点的试剂是一种较好的研究途径。 通过在其中加入低熔点V2O5作为烧结助熔剂,降低了陶瓷的烧结温度,但是对陶瓷的介质损耗有一定的影响。在1400℃下,加入0.25%V2O5的0.4SrTiO3-0.6La(Mg1/2Ti1/2)O3陶瓷具有最佳的微波介电性能:εr=50.7,品质因数Q×f=15049.6GHz,频率温度系数τf=1.7ppm/℃。

论文目录

• 第1章 绪论
• 1.1 电介质陶瓷
• 1.1.1 电介质陶瓷基础理论
• 1.1.2 极化机理
• 1.2 微波介质陶瓷的主要技术参数
• 1.2.1 微波陶瓷性能参数
• 1.2.3 微波陶瓷研究进展
• 1.2.3.1 微波陶瓷的发展历史
• 1.2.3.2 微波陶瓷体系介绍
• 1.2.4 微波陶瓷应用
• 1.3 钙钛矿结构与微波介电性能
• 1.3.1 晶体学特征
• 1.3.2 钙钛矿微波陶瓷
• 1.4 研究目的与意义
• 第2章 陶瓷制备和性能表征方法
• 2.1 实验工艺过程
• 2.2 性能表征方法及原理
• 3-（1—x）La(Mg_1／2Ti_1／2)O₃的结构与性能研究'>第3章 xSrTiO₃-（1—x）La(Mg_1／2Ti_1／2)O₃的结构与性能研究
• 3.1 制备过程
• 3.2 烧结性能
• 3.3 相组成及显微结构
• 3.4 陶瓷体的微波介电性能
• 3.5 小结
• 2O₅对0.4SrTiO₃-0.6La(Mg_1／2Ti_1／2)O₃陶瓷的显微结构与性能影响'>第4章 掺入V₂O₅对0.4SrTiO₃-0.6La(Mg_1／2Ti_1／2)O₃陶瓷的显微结构与性能影响
• 4.1 材料的制备过程
• 4.2 相组成及显微结构
• 2O₅对材料性能的影响'>4.3 添加V₂O₅对材料性能的影响
• 4.3.1 低温烧结基本原理
• 4.3.2 烧结性能
• 4.3.3 相组成与微观结构
• 4.3.4 陶瓷体的微波介电性能
• 4.4 小结
• 第5章 结论
• 参考文献
• 硕士期间发表学术论文
• 致谢