baotiolt2gt体系微波介质陶瓷粉体制备及表征

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1、浙江大学硕士学位论文摘要Ba2Ti9020及Ba盹09具有成本低、原料价格便宜、微波介电性能优异等特点，成为微波介质陶瓷中的经典材料，是微波介质陶瓷材料领域的研究热点，已经广泛用于滤波器、谐振器、天线等微波器件。然而，采用固相法制备，形核率低，合成温度及烧结温度高(～140032)是不可避免的难题。采用湿化学法制备能显著提高形核率，实现低温制备，但存在合成过程复杂、繁琐、原料价格昂贵、需要利用特殊设备等问题。本课题以低成本钛酸丁酯、乙酸钡为原料，采用无水溶液柠檬酸盐法制备Ba2Ti9020、BaTi409，克服其他湿化学方法制备上存在的缺陷，探索简单的湿化学法制备工艺，降

2、低Ba2啊9020、BaTi409的合成温度，并缩短合成保温时间，获得单相的Ba2Ti9020、BaTi409；系统研究了不同煅烧工艺条件对陶瓷烧结性能、微观结构以及微波介电性能的影响，并原位掺杂Sn02、Zr02氧化物，进一步降低合成温度，获得最佳的制备工艺条件以及介电性能。(一)两步煅烧法低温合成BaO．Ti02体系微波介质陶瓷粉体研究。针对其他工艺方法复杂繁琐等缺点，采用无水柠檬酸盐法经过两步煅烧制备单相Ba2Ti9020、BaTi409。研究了BaO．Ti02体系溶胶-凝胶的形成条件、形成稳定凝胶的原料用量的配比，获得了澄清稳定的凝胶。对凝胶进行两步煅烧(750。

3、C／3h然后120032／2h)得到了单相的Ba2Ti9020及BaTi409，比固相法合成温度低了约15032。(二)不同煅烧工艺对BaO-Ti02体系微波介质陶瓷粉烧结及介电性能影响研究。在柠檬酸凝胶低温制备BaO-Ti02系微波介质陶瓷粉体的基础上，探讨了不同煅烧工艺对陶瓷烧结性质、微结构及介电性能的影响。经75032一次煅烧再经120032--次煅烧的粉体的烧结性质、微结构以及介电性能优于750℃、90Cl℃一次煅烧的粉体。对比固相法，烧结温度降低了约150℃，获得的介电性能如下：Ba2Ti9020陶瓷，在125032烧结4h，岛；38．4，Qxf=19320GH

4、z(at4．6GHz),xf=8．7ppm／oC：BaTh09陶瓷，125032烧结4h，岛=36．33，Qxf=28100GHz(4．6GHz)，,tf=16．2ppm／oC。(三)原位掺杂Sn02、Zr02的Ba2Ti9020微波介质陶瓷特性研究。在柠檬酸凝胶法低温制备单相Ba2Ti9020的基础上，采用湿化学原位掺杂浙江大学硕士学位论文Zr02、Sn02，改善Sn02、Zr02在主体相中分布的均匀性，进一步降低Ba2Ti9020合成温度，研究了Sn02或Zr02对Ba2Ti9020结晶过程的影响、粉体的烧结特性、烧结体的微观结构以及微波介电性能。Sn02、Zr02的

5、原位掺入能使Ba2Ti9020析晶温度进一步降低到110032。Sn02、Zr02掺入对介电性能有很大影响。在1200℃烧结保温4h，Sn02、ZrOz掺杂Ba2Ti9020获得的微波介电性能如下：Sn02掺杂Ba2Ti9020陶瓷，酽37．们，Qxf=-200lOGHz(at4．60Hz)，"rf=8．6ppm／oC；ZF02掺杂Ba2Ti9020陶瓷，et=37．46，Qxf=-20540GI-／z(at4．6GHz)，zf=6．3ppm／oC。关键词：BaO-Ti02系微波介质陶瓷；柠檬酸凝胶工艺；煅烧；烧结；致密化；原位掺杂；介电性能2浙江大学硕士学位论文Abst

6、ractTheBa2Ti9020andBaTi409materialwhichhavesuperiormicrowavedielectricpropertieshavebecameclassicandhotspotmaterialinthefieldofmicrowavedielectricmaterial，andtheyhavebeenusedtofabricatecomponentsworkingathighfrequencysuchasresonators，filtersandantennas．However,therearetwoinevitableproblem

7、sinthesynthesisofBa2Ti9020andB棚d09usingsolidstatereactionmethod：lowformationofphaseandhighcalciningandsinteringtemperatures(～1400。C)．ThewetchemicalmethodCanvisiblyenhancetheformationofBa2Ti9020andBaTi409,andlowerthesynthesistemperature．However,thewetchemicalmethodsw