PbnNb2O5+n型微波介质陶瓷粉体合成工艺与理论研究

论文摘要

微波介质陶瓷是指应用于微波频段电路中作为介质材料并完成一种或多种功能的陶瓷。它具有高介电常数、低微波损耗、温度系数小等优良性能,适于制作各种微波器件,如电子对抗、导航、通讯、雷达、家用卫星直播电视接受机和移动电话等设备中的稳频振荡器、滤波器和鉴频器,能满足微波电路小型化、集成化、高可靠性和低成本的要求。目前各国对微波介质陶瓷的研究主要集中在BaO-TiO2、BaO-Ln2O3-TiO2等体系,同时还开发了一些其它系统。PbnNb2O5+n体系作为一种新的体系,具有较好的介电性能,因此开始受到人们的重视。 本论文采用机械化学活化结合固相反应的方法制备PbnNb2O5+n（n=1.5、2）型微波介质陶瓷粉体,按摩尔比1.5∶1与2∶1分别进行配比加入行星磨,经过混磨充分混料均匀,得到前驱体,然后进行焙烧和后处理,得到成品。对成品进行XRD及SEM检测,证实成品为立方Pb1.5Nb2O6.5粉体与三方Pb2Nb2O7粉体。论文通过球磨时间,焙烧温度,焙烧时间等系列实验,探讨了工艺影响、生成机理等因素对粉体的物相变化、晶粒生长及形貌的影响规律。得出制备PbnNb2O5+n型微波介质陶瓷粉体比较合适的反应条件:在无添加剂时,球磨时间为4h,焙烧温度为800～900℃,焙烧时间为4h;添加了混合添加剂A（NaCl∶KCl=1∶1）与B（Na2SO4∶K2SO4=1∶1）后,在600℃左右即可制备出晶体生长比较完整的粉体,降低了焙烧温度,同时,混合添加剂的使用对粉体的晶粒尺寸及形貌也有一定影响。本论文还对制备过程反应的动力学及热力学问题进行了一定讨论。为进一步制备PbnNb2O5+n体系微波介质陶瓷器件提供理论基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 前言
• 1.2 微波介质陶瓷材料的应用
• 1.2.1 实际应用的微波介质陶瓷材料
• 1.2.2 微波介质陶瓷器件
• 1.3 微波介质陶瓷材料的研究进展
• 1.3.1 微波介质陶瓷材料的研究现状
• 1.3.2 微波介质陶瓷材料的发展趋势
• 1.4 微波介质陶瓷材料的合成方法
• 1.4.1 固相反应合成法
• 1.4.2 湿化学合成法
• 1.5 微波介质陶瓷材料的性能及影响因素
• 1.5.1 微波介质陶瓷的介电性能
• 1.5.2 三大主要介电性能及影响因素
• 1.6 复合改性研究
• 1.6.1 复合改性机理
• 1.6.2 低温烧结研究
• nNb₂O_5+n体系微波介质陶瓷研究现状'>1.7 Pb_nNb₂O_5+n体系微波介质陶瓷研究现状
• 1.7.1 晶体结构与介电性能
• 1.7.2 显微结构
• 1.8 本论文研究的目的及意义
• 第二章 实验原料、仪器与实验方法
• 2.1 实验原料及仪器
• 2.1.1 实验原料及试剂
• 2.1.2 实验仪器与设备
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 制备原理
• 2.2.2 添加剂的选择
• 2.2.3 制备步骤
• 2.2.4 实验方案
• 2.3 成品粉体的表征
• 2.3.1 X射线衍射分析（XRD）
• 2.3.2 扫描电镜分析（SEM）
• nNb₂O_5+n型微波介质陶瓷粉体合成工艺'>第三章 Pb_nNb₂O_5+n型微波介质陶瓷粉体合成工艺
• 1.5Nb₂O_6.5粉体合成工艺'>3.1 Pb_1.5Nb₂O_6.5粉体合成工艺
• 3.1.1 球磨过程
• 3.1.2 焙烧过程
• 3.1.3 添加剂的比较及添加剂的量
• 3.1.4 SEM检测分析
• 2Nb₂O₇粉体合成工艺'>3.2 Pb₂Nb₂O₇粉体合成工艺
• 3.2.1 球磨过程
• 3.2.2 焙烧过程
• 3.2.3 添加剂的比较及添加剂的量
• 3.2.4 SEM检测分析
• 3.3 本章小结
• 第四章 焙烧过程中晶粒生长热力学与动力学
• nNb₂O_5+n型微波介质陶瓷粉体晶格常数'>4.1 Pb_nNb₂O_5+n型微波介质陶瓷粉体晶格常数
• 1.5Nb₂O_6.5晶格常数'>4.1.1 Pb_1.5Nb₂O_6.5晶格常数
• 2Nb₂O₇晶格常数'>4.1.2 Pb₂Nb₂O₇晶格常数
• nNb₂O_5+n型微波介质陶瓷粉体晶格畸变率'>4.2 Pb_nNb₂O_5+n型微波介质陶瓷粉体晶格畸变率
• 4.2.1 焙烧温度对晶格畸变率的影响
• 4.2.2 焙烧时间对晶格畸变率的影响
• 4.3 焙烧过程热力学
• 1.5Nb₂O_6.5'>4.3.1 Pb_1.5Nb₂O_6.5
• 2Nb₂O₇'>4.3.2 Pb₂Nb₂O₇
• 4.4 晶粒生长动力学
• 4.4.1 晶粒生长指数
• 4.4.2 晶粒生长活化能
• 4.5 本章小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 攻读硕士学位期间主要成绩