高介电常数li-nb-ti系微波介质陶瓷的低温烧结研究

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1、电子科技大学UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA硕士学位论文MASTERTHESIS论文题目高介电常数Li-Nb-Ti系微波介质陶瓷的低温烧结研究学科专业材料科学与工程学号201121034039作者姓名芈月安指导教师李恩竹副教授分类号密级注1UDC学位论文高介电常数Li-Nb-Ti系微波介质陶瓷的低温烧结研究芈月安指导教师李恩竹副教授电子科技大学成都申请学位级别硕士专业名称材料科学与工程论文提交日期2014年4月论文答辩日期2014年5月学位授予单位和日期电子科技大学2014年6月答辩委

2、员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号RESEARCHONLOWTEMPERATURESINTERINGOFHIGHDIELECTRICCONSTANTLi-Nb-TiMICROWAVEDIELECTRICCERAMICSAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MaterialsScienceandEngineeringAuthor:MiYueanAdvisor:A.Prof.LiEnzhuSchool:Schoolo

3、fMicroelectronicsandSolid-StateElectronics独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：日期：年月日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘

4、，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：导师签名：日期：年月日摘要摘要随着微波通信技术的迅速发展，研究者们对微波介质陶瓷提出了更高的要求，低温共烧陶瓷(LTCC)更是该领域的热门研究方向。Li2O-Nb2O5-TiO2(LNT)陶瓷具有介电常数高、品质因数高和频率温度系数小等优异的微波介电性能，并且其烧结温度相对较低(1100℃)，相对于其他高介电常数的微波介质陶瓷(烧结温度一般在1300℃以

5、上)，更容易通过掺杂达到降烧的效果，而对其自身的微波介电性能影响却很小。LNT陶瓷是一种很有发展潜力的新型微波介质材料，有望通过掺杂降烧作为LTCC材料使用。本文主要包括了对LNT陶瓷的工艺优化和掺杂降烧两部分的内容。其中，在LNT陶瓷掺杂降烧的研究中，所采用的降烧剂主要有：Li-Al-B、Li-B-Si、V-Cu，其中Li-B-Si是采用不同摩尔比配制的两种降烧剂，分别记为S1和S2降烧剂。主要研究工作如下：(1)在球磨时间的对比实验中，研究表明，随着球磨时间的增加，可以在一定范围内改善LNT陶瓷的介电性能。当球磨时间为4小时时，取得最佳的微波介电

6、性能：=69.14，tg=6.37×10-4，Qf=5900GHz。r(2)在球磨配比的对比实验中，研究表明，随着球磨配比中锆球和酒精所占比例的不同，LNT陶瓷的介电性能会有所不同。最终确定了粉料、酒精、锆球三者的最佳比例为1:0.75:6，其对应的优异微波介电性能为：=68.92，rtg=6.33×10-4，Qf=5829GHz。(3)研究了LAB降烧剂对LNT陶瓷介电性能的影响。研究表明，LAB降烧剂在一定程度上可以降低LNT陶瓷的烧结温度。当掺杂w(LAB)为3%时，LNT陶瓷可在950℃烧结致密，并获得了优异的微波介电特性：=61.

7、23，Qf=4704GHz，r=2.2ppm/℃。f(4)研究了VC降烧剂对LNT陶瓷介电性能的影响。研究表明，VC降烧剂可以在一定程度上降低LNT陶瓷的烧结温度。当掺杂w(VC)为3%时，LNT陶瓷可在925℃烧结致密，并获得了优异的微波介电特性：=61.38，Qf=5420GHz，r=-3.2ppm/℃。f(5)研究了S1降烧剂对LNT陶瓷介电性能的影响。研究表明，在LNT陶瓷中掺入少量的S1降烧剂，即可达到很好的降烧效果，并且对LNT陶瓷本身的介电性能影响很小。通过XRD的分析可知，在掺入少量S1降烧剂的LNT陶瓷中没有出现第二相。I摘要

8、当掺杂w(S1)为0.75%时，LNT陶瓷可在900℃烧结致密，并获得了优异的微波介电特性：=66.74，