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正钛酸镁基微波介质陶瓷的制备和性能研究

2020-12-14阅读(82)

正钛酸镁基微波介质陶瓷的制备和性能研究

论文摘要

本文以Mg2TiO4基陶瓷为研究对象,主要研究Mg2TiO4的最佳合成方法和通过不同的添加剂调节Mg2TiO4基陶瓷的τf,以获得τf近0、适用于微波通信的微波介质陶瓷。首先采用传统固相合成法制备Mg2TiO4,研究预烧温度和MgO经过1100℃的热处理对预烧粉料和陶瓷烧结特性和微波介电性能的影响。发现最佳预烧温度为1190℃,烧结的Mg2TiO4陶瓷为多孔性陶瓷,并且MgO不热处理对Mg2TiO4活性的提高有帮助,能降低烧结温度和提高微波介电性能。以MgO不热处理、1190℃合成的Mg2TiO4为基体,针对Mg2TiO4-CaTiO3陶瓷难烧结成瓷的特点,通过添加第二种低熔点氧化物ZnNb2O6,探讨ZnNb2O6和CaTiO3两种添加剂对Mg2TiO4陶瓷相成分、微观形貌和微波介电性能的影响,并成功改善了陶瓷的烧结特性。研究发现添加少量ZnNb2O6能提高Mg2TiO4-CaTiO3陶瓷的致密度、εr和Q×f,并降低τf。添加SrTiO3虽然能促进Mg2TiO4烧结,调节τf,但是制备的Mg2TiO4-SrTiO3陶瓷的εr过低,不适合实际使用。因此选择用品质因数和τf都较高的Ca0.8Sr0.2TiO3来调节Mg2TiO4陶瓷的τf。在(Mg0.09Co0.01)2TiO4-Ca0.8Sr0.2TiO3体系中发现了Ca/Sr偏离4,接近3,偏离原因需要进一步探讨。并且Mg2TiO4晶粒容易随着烧结温度的增高迅速长大,导致体系的εr在高温下不断增加,Q×f值和τf值下降,τf值下降的原因需要进一步分析。通过在Mg2TiO4添加Co以提高Mg2TiO4基体材料的介电常数,选择用高品质因数的Ca0.8Sm0.4/3TiO3来调节(Mg0.09Co0.01)2TiO4的τf值。体系中存在(Mg0.09Co0.01)2TiO4、Ca0.8Sm0.4/3TiO3、和(Mg0.09Co0.01)TiO3三相,仍存在较多气孔,但陶瓷的晶粒尺寸更小,也没有(Mg0.09Co0.01)2TiO4晶粒易长大的现象,因此获得了良好的微波介电性能。同时,体系的τf值不受烧结温度影响,随着烧结温度增加,晶粒长大,气孔减小,陶瓷的εr缓慢增加,Q×f值呈先增加后下降趋势。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1 绪论
  • 1.1 现代通信技术与微波介质陶瓷
  • 1.2 微波介质陶瓷的性能参数
  • 1.3 微波介质陶瓷发展史和发展趋势
  • 1.4 常见的中、低介微波介质材料
  • 2 体系的研究方法与研究进展'>1.5 MgO-TiO2体系的研究方法与研究进展
  • 1.6 微波介质陶瓷的应用
  • 1.7 本文研究内容
  • 2 实验过程与性能测试
  • 2.1 实验试剂
  • 2.2 陶瓷样品制备工艺流程
  • 2.3 陶瓷样品性能测试
  • 2TiO4 粉料和陶瓷性能的影响'>3 MgO 的热处理对固相合成Mg2TiO4粉料和陶瓷性能的影响
  • 3.1 引言
  • 3.2 实验方法与性能测试
  • 2TiO4 预烧粉料的物相成分的影响'>3.3 MgO 热处理对Mg2TiO4预烧粉料的物相成分的影响
  • 2TiO4 陶瓷微观形貌的影响'>3.4 MgO 热处理对Mg2TiO4陶瓷微观形貌的影响
  • 2TiO4 陶瓷的烧结特性及微波介电性能的影响'>3.5 MgO 热处理对Mg2TiO4陶瓷的烧结特性及微波介电性能的影响
  • 3.6 本章小结
  • 2O6对Mg2TiO4-CaTiO3 基陶瓷性能的影响'>4 添加ZnNb2O6对Mg2TiO4-CaTiO3基陶瓷性能的影响
  • 4.1 引言
  • 2TiO4-xCaTiO3-ywt.%ZnNb2O6 陶瓷的制备与测试'>4.2 （1-x）Mg2TiO4-xCaTiO3-ywt.%ZnNb2O6陶瓷的制备与测试
  • 206 含量对体系性能的影响'>4.3 ZnNb206含量对体系性能的影响
  • 3 含量对体系的微观结构分析'>4.4 CaTiO3含量对体系的微观结构分析
  • 4.5 本章小结
  • 0.8Ca0.8Sr0.2（0.2）TiO3对Mg2TiO4 陶瓷性能的影响'>5 添加Ca0.8Ca0.8Sr0.2（0.2）TiO3对Mg2TiO4陶瓷性能的影响
  • 5.1 引言
  • 2TiO4-xCa0.8Ca0.8Sr0.2（0.2）TiO3 陶瓷的制备与性能测试'>5.2 （1-x）Mg2TiO4-xCa0.8Ca0.8Sr0.2（0.2）TiO3陶瓷的制备与性能测试
  • 0.8Ca0.8Sr0.2（0.2）TiO3 含量对陶瓷的物相成分的影响'>5.3 Ca0.8Ca0.8Sr0.2（0.2）TiO3含量对陶瓷的物相成分的影响
  • 5.4 烧结温度对陶瓷的物相分析和微观形貌的影响
  • 2TiO4-xCa0.8Ca0.8Sr0.2（0.2）TiO3 体系的的微波介电性能分析'>5.5 （1-x）Mg2TiO4-xCa0.8Ca0.8Sr0.2（0.2）TiO3体系的的微波介电性能分析
  • 5.6 小结
  • 0.8Sm0.4/3TiO3对(Mg0.09Co0.01)2TiO4 体系性能影响'>6 添加Ca0.8Sm0.4/3TiO3对(Mg0.09Co0.01)2TiO4体系性能影响
  • 6.1 引言
  • 0.09Co0.01)2TiO4-xCa0.8Sm0.4/3TiO3 陶瓷的制备与性能测试'>6.2 （1-x）(Mg0.09Co0.01)2TiO4-xCa0.8Sm0.4/3TiO3陶瓷的制备与性能测试
  • 0.09Co0.01)2TiO4-0.24Ca0.8Sm0.4/3TiO3 陶瓷的物相分析'>6.3 0.76(Mg0.09Co0.01)2TiO4-0.24Ca0.8Sm0.4/3TiO3陶瓷的物相分析
  • 0.09Co0.01)2TiO4-0.24Ca0.8Sm0.4/3TiO3 陶瓷的微观形貌分析'>6.4 0.76(Mg0.09Co0.01)2TiO4-0.24Ca0.8Sm0.4/3TiO3陶瓷的微观形貌分析
  • 0.09Co0.01)2TiO4-xCa0.85)m0.4'>6.5 （1-x）(Mg0.09Co0.01)2TiO4-xCa0.85)m0.4
  • 6.6 小结
  • 7 结论与展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附录 攻读硕士学位期间发表论文

    • 相关论文文献

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