鋰基微波陶瓷的結(jié)構(gòu)、低溫燒結(jié)及性能研究.pdf

1、隨著微波器件朝集成化、模塊化、小型化、環(huán)境友好型方向發(fā)展，低溫共燒微波陶瓷受到廣泛的關注，主要應用于濾波器、諧振器、雷達、天線、無線等通訊領域。
　　本文通過XRD、SEM、EDS、網(wǎng)絡分析儀等手段，系統(tǒng)研究了玻璃助劑、TiO2、(Zn1/3Nb2/3)4+替代對Li2TiO3和Li2MTi3O8（M=Zn，Mg）微波介質(zhì)陶瓷的燒結(jié)特性、相組成、微觀結(jié)構(gòu)及介電性能的影響。研究結(jié)果如下：
　?。?）系統(tǒng)研究了LMB玻璃、(Zn

2、1/3Nb2/3)4+替代Ti4+對Li2TiO3陶瓷的相變、微觀結(jié)構(gòu)、燒結(jié)特性及微波介電性能的影響：在Li2Ti1-x( Zn1/3Nb2/3)xO3（0≤x≤0.5）體系中，當x≤0.2時，為單斜Li2TiO3相；當x≥0.3時發(fā)生有序-無序相變，且出現(xiàn)少量的Zn2Ti3O8第二相。隨著 x量增多，εr、Q×f先升高后降低，當x=0.2時達到最大值，εr、Q×f值高達20.2、75,257GHz，τf從37.88 ppm/℃降至-2

3、6.73ppm/℃。通過添加LMB玻璃使得Li2TiO3陶瓷的燒結(jié)溫度降至850℃，添加5wt％LMB的Li2TiO3陶瓷在850℃燒結(jié)3h時獲得優(yōu)異的微波介電性能為εr=21.4，Q×f=64,122GHz，τf=26.9ppm/℃。
　?。?）對添加LBS/TiO2的Li2ZnTi3O8陶瓷的低溫共燒、微波介電性能進行研究：添加LBS玻璃將Li2ZnTi3O8陶瓷的燒結(jié)溫度從1050℃降低至875℃。隨著LBS玻璃添加量增多，

4、相對密度、εr和Q×f值都下降，τf向從-9.8ppm/℃降低至-13.4 ppm/℃。在此基礎上，通過添加 TiO2調(diào)節(jié)了τf接近于0，且能有效改善εr和 Q×f值。LZT+1wt%LBS+3.5wt%TiO2陶瓷在875℃/4h時的介電性能為εr=26，Q×f=44,023GHz，τf=-4.4ppm/℃。與Ag共燒化學兼容性好，有望用于制造LTCC微波器件。
　?。?）對添加LZB/TiO2的與Ag共燒Li2ZnTi3O8陶

5、瓷的微波介電性能進行研究：添加 LZB降低 Li2ZnTi3O8陶瓷的燒結(jié)溫度至875℃，微波介電性能優(yōu)異。添加1wt%LZB的LZT陶瓷微波介電性能最佳：εr=23.9，Q×f=31,608 GHz，τf=-14.3 ppm/℃。通過添加適量的 TiO2有效的調(diào)節(jié)τf和提高εr。LZT+1wt%LZB+3.5wt%TiO2陶瓷在900℃/4h時微波介電性能為εr=26.1，Q×f=45,168GHz，τf=-4.1ppm/℃。與Ag電