高介电常数微波介电陶瓷的低温烧结工艺研究

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1、摘要论文题目高介电常数微波介电陶瓷的低温烧结工艺研究专业材料学研究生徐红雨指导教师李谦摘要低温烧结微波介质陶瓷材料研究近年来受移动通信事业的推动发展非常迅速为了满足微波器件小型化的需要迫切需要开发高介电常数的低温烧结LTCC微波介质材料Ba6-3xSm8+2xTi18O54和CaO-Li2O-Sm2O3-TiO2固溶体是两种典型的高介电常数微波介质陶瓷在微波技术中有着重要的应用BaO-Sm2O3-TiO2系微波介质陶瓷具有频率温度系数小介电常数大和介电损耗低等优良性能是作为微波介质谐振器和滤波器的关键材料在微波通讯技术中有重要的作用本文以该体系中介电性能最佳的Ba6-3xS

2、m8+2xTi18O54x=2/3简写为BST为研究对象采用固相反应工艺制备研究不同V2O5加入量对BST陶瓷结构和介电性能的影响摩尔比为1612963的CaO-Li2O-Sm2O3-TiO2简写为CLST陶瓷是一种性能较优异的用作介质谐振器的陶瓷材料然而具有高介电常数中品质因数的CLST陶瓷烧结温度较高(1300左右)根据陶瓷-银电极共烧要求本文采用两种方式来降低其烧结温度第一助烧剂法选择BiVO4BaO-B2O3-SiO2玻璃等作为助烧剂第二用溶胶-凝胶法制备纳米CLST陶瓷粉体然后对其进行分散化研究1V2O5对BST陶瓷的助烧V2O5的加入没有改变陶瓷的钨青铜结构且助

3、烧剂的加入显著降低了陶瓷的烧结温度纯BST陶瓷的烧结温度为1400添加V2O5后其烧结温度降低到1300其中V2O5添加量为1%时陶瓷综合介电性能最好介电常数εr-1=65.8介电损耗tanδ=0.0006频率温度系数τ=-8.7ppm·f2BiVO4BaO-B2O3-SiO2玻璃对CLST陶瓷的助烧两种助烧剂的加入都不同程度地降低了CLST陶瓷的烧结温度BiVO4助烧能使CLST陶瓷的烧结温度从1300降到1200BaO-B2O3-SiO2玻璃的加入能使陶瓷烧结温度降低200添加两种助烧剂后均没有改变CLST陶瓷的正交钙钛矿结构但两种助烧剂的加入使陶瓷的综合介电

4、性能有不同程度的降低3纳米CLST陶瓷的分散化研究I摘要采用溶胶-凝胶法制备出纳米CLST陶瓷粉体选用四种分散剂对其进行分散结果聚乙二醇对其分散效果最好分散效率能达到92%经过分散后的陶瓷粉体烧结温度从分散前的1200降低到1150关键词微波介质陶瓷烧结助剂溶胶-凝胶法分散介电性能论文类型基础研究II摘要Subject:Studyonlow-temperaturesinteringofhighdielectricconstantsmicrowaveceramicsSpecialty:materialscienceName:XuhongyuSupervisor:Liqia

5、nABSTRACTWiththequickdevelopmentofmobiletelecommunicationindustry,lowtemperaturecofirableceramicsaredevelopedveryquickly.InordertofulfilltheneedofLTCCdesign,notonlythelow-sinteringmaterialsbutalsohigh-εmaterialsshouldbedeveloped.Ba6-3xSm8+2xTi18O54andCaO-Li2O-Sm2O3-TiO2solutionareimportant

6、high-εmaterialsandcanbeusedaskeymaterialsinduplexer.BaO-Sm2O3-TiO2solidsolutionswhichareimportantforresonatorsandfiltersarethetypicalhigh-εmicrowavedielectricceramics,Inthispaper,Ba4Sm28/3Ti18O54(x=2/3)(abbreviatedBST)ceramicswhichhavethebestdielectricpropertiesinthesystemwereselected,andp

7、reparedbyprocessofsolidstatereaction.ThemicrostructuresanddielectricpropertiesofBSTceramicsdopedwithdifferentamountsofV2O5wereinvestigated.Anon-stoichiometriccompositionCaO:Li2O:Sm2O3:TiO2=16:9:12:63whichbasedonCaO-Li2O-Sm2O3-TiO2(abbreviatedCLST)solutionisthe