Bi2O3-MgO-Nb2O5基微波介質(zhì)陶瓷材料研究.pdf

1、本文采用傳統(tǒng)固相合成法制備鈮鎂酸鉍基陶瓷材料，采用射頻磁控濺射方法在Si(111)襯底上制備鈮鎂酸鉍基陶瓷薄膜，并對(duì)鈮鎂酸鉍基陶瓷材料進(jìn)行了激光沖擊處理實(shí)驗(yàn)研究。
　　 首先研究了固相合成工藝過(guò)程中預(yù)燒溫度和燒結(jié)溫度對(duì)鈮鎂酸鉍陶瓷材料性能的影響。結(jié)果表明預(yù)燒溫度為950℃時(shí)，樣品結(jié)構(gòu)為立方焦綠石相，主峰擬合程度最高。替換離子為鋯離子、錫離子和鈦離子時(shí)，燒結(jié)溫度分別為1070℃、1180℃和1130℃時(shí)，陶瓷材料介電性能達(dá)到最優(yōu)，

2、即介電常數(shù)最大，介電損耗最小。
　　 其次研究了離子替換對(duì)鈮鎂酸鉍基陶瓷材料相結(jié)構(gòu)、顯微結(jié)構(gòu)和介電性能影響，以及激光沖擊對(duì)鈮鎂酸鉍基陶瓷材料顯微結(jié)構(gòu)和介電性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:Zr4+離子為替換離子時(shí)，隨著離子替換量的增多，陶瓷相結(jié)構(gòu)單一，為立方焦綠石結(jié)構(gòu);測(cè)試頻率f=1MHz時(shí)，隨著測(cè)試溫度的升高，介電常數(shù)和介電損耗均減小;隨著離子替換量的增多，介電常數(shù)先增后減，介電損耗增大，并在zr4+離子替代量X=2m時(shí)介電常數(shù)最大，

3、介電損耗最小。Sn4+離子為替換離子時(shí)，隨著離子替換量的增多，樣品中逐漸有微量第二相出現(xiàn);測(cè)試頻率f=1MHz時(shí)，隨著測(cè)試溫度的升高，介電常數(shù)和損耗均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，介電常數(shù)溫度系數(shù)為負(fù)值;隨著Sn4+離子替換量的增多，介電常數(shù)減小，介電損耗先增后減，并在Sn4+離子的替換量X=1m時(shí)，介電常數(shù)最大，介電損耗最小。Ti4+離子為替換離子時(shí)，樣品結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性隨著離子替換量的增多而略有下降;測(cè)試頻率f=1MHz時(shí)，隨著替代量的增多，介電常數(shù)溫

4、度系數(shù)呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，并在Ti4+離子替換量X=4m時(shí)，介電常數(shù)最大，介電損耗最小。激光沖擊后，隨著測(cè)試溫度的升高，樣品介電常數(shù)和介電損耗均下降，介電常數(shù)溫度系數(shù)出現(xiàn)向正值方向移動(dòng)的趨勢(shì)。
　　 最后研究了濺射氣壓和濺射功率對(duì)薄膜相結(jié)構(gòu)、顯微結(jié)構(gòu)和介電性能的影響。研究結(jié)果表明，濺射功率不變時(shí)，隨著濺射氣壓的升高，薄膜晶粒尺寸基本不變，薄膜介電性能隨著濺射氣壓升高而升高，并在濺射氣壓為6Pa時(shí)，薄膜介電性能達(dá)到最優(yōu)，即介電常數(shù)最大，