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1、Si取代对BiNbO4烧结及微波介电性能的影响第26卷第6期2007年6月电子元件与材料ELECTRONICCOMPONENTSANDMATER工ALS,b1.26No.6Jun.2007Si取代对BiNbO4烧结及微波介电性能的影响林易卅I,杨同青,丁士华,姚熹,张良莹(同济大学功能材料研究所,上海200092)摘要:采用传统固相反应法制备样品,研究了SiO2掺杂对BiNbO4烧结特性,微观结构,介电性能的影响.利用HP8753E网络分析仪测试样品微波性能.实验结果表明,si取代后样品逐渐出现了三斜相,随着si取代量的增加,BiNbO4陶瓷的
2、烧结温度升高,晶粒变大,形状变不规则,样品Q值减小,谐振频率温度系数由正值向负值转变.关键词:无机非金属材料;BiNbO4;微波介质陶瓷;掺杂;介电性能中图分类号:TM24文献标识码:A文章编号:1001—2028(2007)06—0042—03EffectsofthesubstitutionofSionthesinteringandmicrowavedielectricpropertiesofBiNbO4ceramicsLINYi-zhou,YANGTong-qing,DINGShi-hua,YAOXi,ZHANGLiang-ying(Fun
3、ctionalMaterialResearchLaboratory,TongjiUniversity,Shanghm20092,China)Abstract:Sampleswerepreparedbyconventionalsolidphasereactionmethod.Sinteringbehavior,microstructureandmicrowavedielectricpropertiesofBiNbO4ceramicsdopedbySiO2wereinvestigated.TheHPAgilent8753Ewasusedtomeas
4、urethemicrowavedielectricpropertiesofsamples.TheresultsshowthatwiththeincreaseofSicontent,thetriclinicphaseemergesgradually,thesinteringtemperatureincreases,grainsbecamebigandabnormal,thevalueofadecreasesandthetemperaturecoefficientofresonance~equencychangesfrompositivetOneg
5、ativevalue.Keywords:non—metallicinorganicmaterial;BiNbO4;microwavedielectricceramics;doping;dielectricproperties随着微波介质材料的迅速发展,应用多层整合电路技术使谐振器和微波器件微型化,集成化,廉价化是当前微波陶瓷材料研究的主要课题.该技术的基础是寻找能够和Ag或Cu等贱金属共烧的低温烧结微波介质陶瓷.BiNbO4就是其中的一类.Kagata等人…在1992年率先报道了Bi基介质陶瓷的微波介电性能.他们研究发现添加CuO.V2O5混合
6、物的BiNbO4陶瓷.在-25~+20℃之间的谐振频率温度系数和在20～85℃间的谐振频率温度系数相差较大,在实际应用中因为温度的变化而以该种材料制成器件的中心频率产生较大的漂移,从而不能稳定工作.众所周知,离子掺杂是功能陶瓷材料研究中常用的一种改善材料性能的方法,为了降低BiNbO4陶瓷的『,值并改善它的微波介电性能,一些研究人员分别用镧系元素(Nd,La和Sm等)对BiNbO4陶瓷的A位Bi3+进行等价离子取代,并取得了一定的研究成果.不过A位等价取代后材料的烧结温度会有不同程度的提高,一般都在920℃以上,使材料的应用价值降低.笔者以化合
7、价不等的Si4取代,系统地研究了SiO2掺杂对BiNbO4材料烧结性能,相结构,显微结构和微波介电性能的影响.为保样品能在900℃以下烧结成瓷,实验中选取了具有低共熔点的CuO.V2O5混合物作为烧结助剂.1实验采用陶瓷制备工艺的固相反应法,将原料Bi203(99.9%),Nb205(99.9%)和SiO2(光谱纯)按Bil—la~SixNbl—lO4=0,0.01,0.03,0.05,0.07)化学计量比进行称量.混磨,预烧(800℃,3h),然后加入0.1%(质量分数)的CuO.V2O5混合物作为烧结助收稿日期:2007.02.03通讯作者
8、:杨同青基金项目:国家重大基础研究计划资助项目(2002CB613302)作者简介:杨同青(1966一),男,安徽芜湖人,教授,研究方向为新型信息材料
