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MgTiO3基射频高Q陶瓷材料的研究

2020-12-11阅读(628)

MgTiO3基射频高Q陶瓷材料的研究

论文摘要

射频高Q陶瓷是目前制造高频微波元件和高频多层陶瓷电容器的首选材料。面对频段紧缺、信息容量大的问题，相应的材料必须具备合适的介电常数、高频下较高的品质因数和趋近于零的τ值。MgTiO3因其具有很高的Qf值（160000GHz）和丰富的原料而引起我们的关注。但是MgTiO3也存在着介电常数较低（εr=17）和τ值呈较大的负值（τf=-55ppm/℃）的缺点，而且它的烧结温度高（1380℃），不仅达不到与Cu、Ni电极共烧的标准，对Ag/Pd电极要求也很高。针对这些情况，本文首先采用Zn在A位取代部分Mg，Sn置换B位的Ti，利用ZnO的助熔改善烧结，降低成瓷温度，借助SnO2抑制晶粒过分生长，共同作用下得到MZTS陶瓷。当x=0.05时，在1240℃烧结4h具有较好的微波介电性能：εr=16.34，Qf=103626GHz（6.967GHz），τf=-25ppm/℃。接着，确定ZnO的含量后，添加具有高ε（r181）和高τ（f991ppm/℃）的Ca0.8Sr0.2TiO3来提高(Mg0.95Zn0.05)(Ti0.95Sn0.05)O3的介电常数，并进一步调节τf值，使其趋近于零。随着Ca0.8Sr0.2TiO3含量的增加，体系相结构发生变化，MgTi2O5出现在晶相中，但晶粒结合的更紧密，样品的εr逐渐增大，Qf值不断的减小，τf值先减小后增大。当x=0.04时，96MZCST在1230℃烧结4h具有最佳的微波介电性能：εr=19.62， Qf=52030GHz（6.62GHz），τf=-3.51ppm/℃。最后，本文尝试使用(La0.44Sr0.33)TiO3来调节(Mg0.95Zn0.05)TiO3陶瓷的τf值和介电常数，并研究其结构和性能，期望开发出一系列新的适用的复合材料。陶瓷主晶相为(Mg0.95Zn0.05)TiO3和(La0.44Sr0.33)TiO3，第二相(Mg0.95Zn0.05)Ti2O5的出现增加了材料的介电损耗，并且烧结温度升高时，它的含量增加。随着(La0.44Sr0.33)TiO3掺入量的增加，样品的εr逐渐增大，Qf值不断减小，τf值先减小后增大。当x=0.10时，90MZLST陶瓷在1285℃烧结2h获得较好的微波介电性能：εr=22.17，Q=48471GHz （6.72GHz），τ=–7.99ppm/℃。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1 绪论
  • 1.1 射频高 Q 陶瓷材料概述
  • 1.2 射频高 Q 陶瓷材料的性能参数
  • 1.3 典型的射频高 Q 陶瓷材料
  • 3基射频高 Q 陶瓷材料'>1.4 MgTiO3基射频高 Q 陶瓷材料
  • 1.5 课题的提出与主要研究内容
  • 3陶瓷的 A、B 位取代改性'>2 Zn、Sn 共掺杂对 MgTiO3陶瓷的 A、B 位取代改性
  • 2.1 引言
  • 2.2 实验方法
  • 3陶瓷物相成分的影响'>2.3 Zn、Sn 共掺杂对 MgTiO3陶瓷物相成分的影响
  • 3陶瓷微观结构的影响'>2.4 Zn、Sn 共掺杂对 MgTiO3陶瓷微观结构的影响
  • 3陶瓷烧结特性的影响'>2.5 Zn、Sn 共掺杂对 MgTiO3陶瓷烧结特性的影响
  • 3陶瓷微波介电性能的影响'>2.6 Zn、Sn 共掺杂对 MgTiO3陶瓷微波介电性能的影响
  • 2.7 本章小结
  • 0.8Sr（0.2）TiO3对(Mg0.95Zn0.05)(Ti0.95Sn0.05)O3陶瓷的改性'>3 Ca0.8Sr（0.2）TiO3对(Mg0.95Zn0.05)(Ti0.95Sn0.05)O3陶瓷的改性
  • 3.1 引言
  • 3.2 实验方法
  • 0.95Zn0.05)(Ti0.95Sn0.05)O3陶瓷物相成分的影响'>3.3 CST 对(Mg0.95Zn0.05)(Ti0.95Sn0.05)O3陶瓷物相成分的影响
  • 0.95Zn0.05)(Ti0.95Sn0.05)O3陶瓷微观结构的影响'>3.4 CST 对(Mg0.95Zn0.05)(Ti0.95Sn0.05)O3陶瓷微观结构的影响
  • 0.95Zn0.05)(Ti0.95Sn0.05)O3陶瓷烧结特性的影响'>3.5 CST 对(Mg0.95Zn0.05)(Ti0.95Sn0.05)O3陶瓷烧结特性的影响
  • 0.95Zn0.05)(Ti0.95Sn0.05)O3陶瓷微波介电性能的影响'>3.6 CST 对(Mg0.95Zn0.05)(Ti0.95Sn0.05)O3陶瓷微波介电性能的影响
  • 3.7 本章小结
  • 0.95Zn0.05)TiO3-(La0.44Sr0.33)TiO3系射频高 Q 陶瓷研究'>4 (Mg0.95Zn0.05)TiO3-(La0.44Sr0.33)TiO3系射频高 Q 陶瓷研究
  • 4.1 引言
  • 4.2 实验方法
  • 0.95Zn0.05)TiO3-(La0.44Sr0.33)TiO3陶瓷的物相分析'>4.3 (Mg0.95Zn0.05)TiO3-(La0.44Sr0.33)TiO3陶瓷的物相分析
  • 0.95Zn0.05)TiO3-(La0.44Sr0.33)TiO3陶瓷的微观结构'>4.4 (Mg0.95Zn0.05)TiO3-(La0.44Sr0.33)TiO3陶瓷的微观结构
  • 0.95Zn0.05)TiO3-(La0.44Sr0.33)TiO3陶瓷的烧结特性'>4.5 (Mg0.95Zn0.05)TiO3-(La0.44Sr0.33)TiO3陶瓷的烧结特性
  • 0.95Zn0.05)TiO3-(La0.44Sr0.33)TiO3陶瓷的微波介电性能'>4.6 (Mg0.95Zn0.05)TiO3-(La0.44Sr0.33)TiO3陶瓷的微波介电性能
  • 4.7 本章小结
  • 5 结论与展望
  • 5.1 全文总结
  • 5.2 展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附录 1 攻读学位期间发表的论文

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