mgtio3基微波介质陶瓷制备和性能地研究

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1、摘要随着现代微波通信和雷达技术的飞速发展，应用于X波段(8．12GHz)，具有高的品质因子Q值，谐振频率温度系数rf接近于零的微波介质材料已成为国内外材料研究工作者关注的热点之一。MgTi03微波介质陶瓷，由于其谐振频率局在10GHz左右，介电损耗低，而且原料来源广泛，成本低廉。受到材料学者的极大关注。本论文在采用固相反应法合成单相MgTi03粉体基础上，系统地研究了酸化处理、复合物添加量、离子掺杂、烧结助剂对MgTi03基陶瓷组成、结构及性能的影响。主要研究内容如下：采用传统固相反应法合成单相MgTi03粉体，系统地研究了预烧温度、保温时间、Mg／Ti摩尔比对粉体组成的影响

2、。确定了合成单相MgTi03粉体的最佳工艺条件：1100。C预烧4h，Mg／Ti摩尔比为1．03。对合成的粉体进行酸化处理，研究了酸化前后对MgTi03陶瓷组成及性能的影响。结果表明，合成的单相MgTi03粉体中可能存有XRD不能检测出来的微量MgO，有利于促进陶瓷的烧结，提高陶瓷的烧结性能与介电性能。其在1320。C下保温4h烧结，可获得良好的介电性能：蒂17．91，Q·厂≈150000GHz，rf=-49．59ppmfC。通过添加SrTi03调节MgTi03陶瓷的频率温度系数。当SrTi03的添加量在6．0wt％时，MST陶瓷可以获得近零的频率温度系数。在1275。C下保

3、温4h烧结的介电性能为：e广--20．76，Qf≈50000GHz，rf=0．38ppm／*C。通过zn、Co掺杂，添加烧结助剂B203改善MgTiOr6．0wt％SrTi03(以下简称MST0．06)陶瓷的烧结活性。研究了Zn2+、C02+掺杂，烧结助剂B203对MST0．06陶瓷组成、结构及性能的影响。结果表明，zn2+、C02+进入了MgTi03晶格取代M92+分别形成(Mg，Zn)Ti03、(Mg，Co)Ti03固溶体。适量的Zn、Co掺杂，能有效的促进MST0．06陶瓷的烧结，降低其致密化温度，同时改善陶瓷的介电性能。当Zn、Co的掺杂量分别为0．05、2．0wt％

4、时，在1250。C保温4h烧结，可获得良好的介电性能，分别为：er=21．09，Qf=53000GHz，rr=3．37pprofC；er---'21．26，Q．f=52000GHz，rf≈1．68ppmfC。适量B203的加入，能有效的促进MST陶瓷的烧结，降低烧结温度，同时介电性能没有下降。添加2wt％B203时，在1225。C烧结时的介电性能为：铲19．42，Q·户51000GHz，rf=1．29ppnCC。关键词：MgTi03基陶瓷，SrTi03，添加剂，微波介电性能AbstractWiththerapiddevelopmentofmicrowavecommunicat

5、ionandradartechnologies，manyresearchershavefocusedonthemicrowavedielectricmaterialswhichappliedinthex-band(8to12GHz)，withhighQvalueandnear-zerotemperaturecoefficientofresonantffequency．TheMgTi03microwavedielectricceramicwithlOWdielectriclOSS，abundantrawmaterialssourceandlOWcost．theresonantf

6、requencyofwhichisabout10GHz．hasattractedmuchattention．However，theceramicsystemhassomedisadvantagessuchashighsinteringtemperature，narrowsinteringrangeandlargenegative"gfiInordertoimprovethedisadvantages，inthisthesis，onthebasisofhighpuredMgTi03powerssynthesizedbytraditionalsolidphasereactionm

7、ethod，throughthewayssuchastwophasecomposite，iondoping，addingsinteringadditives，thesinteringcharacteristicandmicrowavedielectricpropertiesofMgTi03basedceramichavebeeninvestigated．111emainresultsareasfollows：Theeffectsofpresinteringtemperature，sinteringtem