移相器用BST基铁电材料的均匀性研究

移相器用BST基铁电材料的均匀性研究

论文摘要

作为相控阵雷达的关键部件,移相器的性能对器件的性能影响极大。作为介质移相器的代表,铁电移相器由于具有众多优点,受到众多学者的青睐。为了满足移相器的设计要求,铁电材料必须具有适中的介电常数、低的损耗角正切以及较高的可调率。钛酸锶钡+氧化镁(以下简称为BSTM)体系由于具有较好的介电性能,成为研究的热点。但是由于传统陶瓷工艺环节的限制,BSTM体系的不均匀现象十分明显。本文在Ba0.55Sr0.45TiO3和Ba0.6Sr0.4TiO3的基础上对BSTM的均匀性问题进行了探索性的研究,主要的研究内容如下:通过不同成型工艺(干压成型工艺、等静压成型工艺和凝胶注模成型工艺)制得大尺寸BSTM块材,并对不同工艺下BSTM体系低频介电性能的均匀性问题进行分析对比。研究发现,成型工艺对BSTM体系的均匀性影响极大,且不同工艺各有其优缺点。含锰化合物掺杂是改善BSTM体系介电性能的关键手段之一。在以往的研究中,锰元素一般是以固态形式(碳酸锰或氧化锰)掺入,其在BSTM体系中的粒度和分散均匀性均有所限制,本文对液态硝酸锰掺杂对BSTM体系均匀性及介电性能的影响进行了研究,并与碳酸锰掺杂进行了分析对比。研究结果表明,液态硝酸锰掺杂可以提高BSTM体系的致密度,降低体系的低频和高频损耗,并在一定程度上改善了体系的均匀性。为了避免由于BST和MgO密度差异引起的不均匀性问题,有必要对新的BST两相复合体系进行研究。铌酸锌作为一种优良的微波介质陶瓷,具有较低的介电常数和烧结温度以及优越的高频性能。本文通过传统固相法工艺制得了性能较好的铌酸锌陶瓷,并对BST+xwt%ZnNb2O6(x=10,20,30,40)两相复合材料体系的介电性能进行分析研究。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1 绪论
  • 1.1 相控阵雷达及铁电移相器简介
  • 1.2 BST 材料的移相机理和改性研究
  • 1.3 本文研究内容
  • 2 材料的合成、制备及测试方法
  • 2.1 材料的合成与制备
  • 2.2 测试方法
  • 3 成型工艺对 BSTM 材料体系均匀性及介电性能的影响
  • 3.1 引言
  • 3.2 干压成型工艺对 BSTM 均匀性及介电性能的影响
  • 3.3 等静压成型工艺对 BSTM 均匀性及介电性能的影响
  • 3.4 凝胶注模成型工艺对 BSTM 均匀性及介电性能的影响
  • 3.5 本章小结
  • 4 不同含锰化合物掺杂对 BSTM 陶瓷性能的影响研究
  • 4.1 实验过程
  • 4.2 XRD 相分析和 SEM 微观结构分析
  • 4.3 密度与介电性能
  • 4.4 均匀性研究
  • 4.5 本章小结
  • 2O6复合材料体系的研究'>5 BST-ZnNb2O6复合材料体系的研究
  • 5.1 引言
  • 2O6微波介电性能研究'>5.2 ZnNb2O6微波介电性能研究
  • 2O6复合体系研究'>5.3 BST-ZnNb2O6复合体系研究
  • 5.4 本章小结
  • 6 结论
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附录 1 攻读硕士学位期间发表论文
  • 相关论文文献

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