LaAlO3-SrTiO3和NdAlO3-CaTiO3的介電性能研究.pdf

1、MTiO3-LnAlO3(M=Sr、Ca，Ln=Nd、La)具有介電損耗低、介電常數(shù)可調(diào)和微波性能較好等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于微波器件中。為了制備出介電常數(shù)在35左右的低損耗的介電材料，本論文圍繞這種材料展開(kāi)了研究，采用傳統(tǒng)的固相反應(yīng)法制備了LaxAlO3-SrTiO3、xLaAlO3-(1-x)SrTiO3和NdAlO3-CaTiO3陶瓷，并研究其結(jié)構(gòu)和性能：
　　研究了La與Al的摩爾比對(duì)LaxAlO3-SrTiO3的影響：0.67

2、5LaxAlO3-0.325SrTiO3(x=0.6-1.0)中，x≤0.9時(shí)形成固溶體，x=0.6時(shí)沒(méi)有雜相生成。x=0.6的樣品的微波介電常數(shù)為30，Q×f值為21656GHz。0.6LaxAlO3-0.4SrTiO3中，燒結(jié)溫度為1550oC時(shí)，x從0.575增加到0.9，樣品的介電常數(shù)從41.93減少到37.08，介電損耗從0.0214減少到0.0135，x=0.8的樣品的微波介電常數(shù)為32.7，Q×f值為31684GHz。研究

3、了SrTiO3含量對(duì)xLa0.6AlO3-(1-x)SrTiO3的影響：x=0.55、0.6和0.65時(shí)形成固溶體，x=0.5時(shí)有La2O3雜相產(chǎn)生。燒結(jié)溫度為1550oC時(shí)，x從0.5增加到0.65，樣品的介電常數(shù)從48.2減少到37.7，介電損耗從0.0042減少到0.0014。x=0.6和x=0.65的樣品的微波介電常數(shù)和Q×f值分別為34和31，17062GHz和19440GHz；x=0.5和0.55的厚片出現(xiàn)變藍(lán)現(xiàn)象，是因?yàn)門(mén)

4、i4+在高溫下還原成Ti3+。在0.55La0.6AlO3-0.45SrTiO3中摻入少量的MnCO3來(lái)抑制Ti4+還原，MnCO3對(duì)樣品的微波介電常數(shù)沒(méi)有影響，但是樣品的Q×f值從24904GHz下降到20020GHz；
　　研究了LaAlO3含量對(duì)xLaAlO3-(1-x)SrTiO3(x=0.5-0.65)的介電性能的影響。在預(yù)燒溫度為1300oC的條件下，當(dāng)燒結(jié)溫度為1500oC時(shí)，樣品未形成固溶體；當(dāng)燒結(jié)溫度為1600o

5、C時(shí)，x=0.5、0.55和0.6的樣品能形成固溶體，其中x=0.6的樣品的微波介電常數(shù)為28.76，Q×f值為38184GHz。將預(yù)燒溫度升高到1400oC，當(dāng)燒結(jié)溫度為1500oC時(shí)，x=0.65的樣品沒(méi)有形成固溶體，當(dāng)燒結(jié)溫度為1550oC時(shí)，SrTiO3的含量從50％減少到40%，樣品的介電常數(shù)從45.3減少到39.7，其中x=0.5的樣品的微波介電常數(shù)為36.15，Q×f值為37933GHz。在0.65LaAlO3-0.35S

6、rTiO3中摻入少量Nb2O5能降低燒結(jié)溫度，從而使樣品形成LaAlO3-SrTiO3固溶體。當(dāng)摻入Nb2O5的含量為2%時(shí)，樣品的微波介電常數(shù)為29.95，Q×f值為16633GHz。
　　研究了Nd與Al的摩爾比和CaTiO3含量對(duì)NdAlO3-CaTiO3介電性能的影響。燒結(jié)溫度為1500oC時(shí)，x從0.9減少到0.6，0.55NdxAlO3-0.45CaTiO3的微波介電常數(shù)從30.17增加到33.11，Q×f值從1913