低溫?zé)Y(jié)微波介質(zhì)陶瓷的制備、結(jié)構(gòu)與性能研究.pdf

1、微波介質(zhì)陶瓷是近年來發(fā)展起來的一種新型功能陶瓷材料。隨著無線通訊設(shè)備向小型化、集成化方向發(fā)展,對微波介質(zhì)陶瓷材料提出了更高要求。LTCC(低溫共燒陶瓷)技術(shù)為微波介質(zhì)陶瓷材料的集成化和模塊化指出了新的有效途徑。本文通過傳統(tǒng)的固相反應(yīng)法制備了新型系列Li基微波介質(zhì)陶瓷,(1-x)Li2ZnTi3O8-xTiO2(0.05≤x≤0.4),(1-x)Li3NbO4-xCaTiO3(0.1≤x≤0.3), Li1+2xMg4-xV3O12(-0

2、.2≤x≤0.1)以及Na2BiMg2V3O12,并對其結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系進行了初步探討。
　　(1)通過加入一定量的 TiO2可將 Li2ZnTi3O8陶瓷的τf調(diào)節(jié)至近零。XRD分析結(jié)果表明樣品中同時存在四方金紅石相TiO2和立方Li2ZnTi3O8相,金紅石相TiO2的量隨x值的增加而增加。微波性能測試結(jié)果表明,隨x值的增加,陶瓷的介電性能得到優(yōu)化。當 x=0.1,0.9Li2ZnTi3O8-0.1TiO2陶瓷的微波介電性能為

3、:εr=26.06,Q×f=44542GHz,τf=-1.0ppm/°C。表明0.9Li2ZnTi3O8-0.1 TiO2陶瓷可以作為微波介質(zhì)諧振器的備選材料。
　　(2)通過加入一定量的CaTiO3可以將Li3NbO4陶瓷的τf調(diào)節(jié)至近零。XRD分析結(jié)果表明樣品中同時存在Li3NbO4和CaTiO3相,CaTiO3相的量隨x值的增加而增加。微波性能測試結(jié)果表明,隨 x值的增加,陶瓷的介電性能同樣得到提高。當 x=0.15,0.8

4、5Li3NbO4–0.15CaTiO3的微波介電性能為:εr=21.86,Q×f=24906GHz,τf=5.57ppm/°C。結(jié)果表明0.85Li3NbO4–0.15CaTiO3陶瓷同樣是一種微波介質(zhì)諧振器的良好材料。
　　(3)成功制備了系列新型低燒微波介質(zhì)陶瓷 Li1+2xMg4-xV3O12(-0.2≤x≤0.1),通過XRD、SEM以及微波介電儀測試研究了該陶瓷的相結(jié)構(gòu)、燒結(jié)特性及微波介電性能。當x由-0.2增至0.1時

5、,陶瓷的最佳燒結(jié)溫度由880oC降至700oC,Q×f由21000 GHz增加至33200 GHz。當x為-0.1時,760℃下燒結(jié)而成的Li1.2Mg3.9V3O12具有最佳微波介電性能:εr為12.1, Q×f為21800GHz,τf為1.8ppm/oC。
　　(4)成功制備了新型低燒微波介質(zhì)陶瓷Na2BiMg2V3O12,通過XRD可發(fā)現(xiàn)其具有立方石榴石結(jié)構(gòu),類似于Ca2BiLi2V3O12(JCPDS file No.00