液相法制备氧化铝微波陶瓷及其介电性能研究

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1、中图分类号：TQ174论文编号：2017310040UDC：密级：公开硕士学位论文液相法制备氧化铝微波陶瓷及其介电性能研究作者姓名：韩伟丹学科名称：材料工程研究方向：功能陶瓷学习单位：华北理工大学学制：2.5年提交日期：2017年12月1日申请学位类别：工程硕士导师姓名：董桂霞高工单位：华北理工大学材料科学与工程学院王磊高工单位：北京瑞发致远科技有限责任公司论文评阅人：梁波教授单位：燕山大学材料学院沈毅教授单位：华北理工大学材料科学与工程学院论文答辩日期：2018年3月1日答辩委员会主席：梁波教授关键词：液相法；纳米粉体；氧化铝陶瓷；添加剂；

2、微波介电性能唐山华北理工大学2018年3月ResearchonMicrowavePropertiesofAl2O3CeramicsSynthesizedbyLiquid-phaseMethodDissertationSubmittedtoNorthChinaUniversityofScienceandTechnologyinpartialfulfillmentoftherequirementforthedegreeofMasterofEngineeringbyHanWeidan(MaterialEngineering)DongGuixiaSu

3、pervisor:WangLeiMarch,2018独创性说明本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，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的研究成果，也不包含为获得华北理工大学以外其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。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做了明确的说明并表示了谢意。论文作者签名：日期：年月日关于论文使用授权的说明本人完全了解华北理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即：已获学位的研究生必须按学校规定提交学位论文，学校有权保留、送交

4、论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以将学位论文的全部或部分内容采用影印、缩印或编入有关数据库进行公开、检索和交流。作者和导师同意论文公开及网上交流的时间：□自授予学位之日起□自年月日起作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要随着互联网信息量猛增，微波通讯迫切需要升级至毫米波频段，高频波段扩展对微波性能提出了更高的要求。氧化铝作为典型的低介微波陶瓷，被认为是一种适用于毫米波频段的电介质材料。提高氧化铝陶瓷的综合微波性能将具有十分重要的意义。采用碳酸铝铵（AACH）沉淀法和醇盐水解法分别制备纳米氧化铝粉体，并以纳米粉体为原

5、料制备氧化铝陶瓷，以CuO-TiO2和Fe2O3-TiO2为添加剂对陶瓷进行性能改善，最终在较低温度（1400℃）下获得综合微波性能优异的氧化铝微波介质陶瓷的。采用X射线衍射分析仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）表征材料物相组成和显微结构，利用HP8720ES网络分析仪在8~15GHz测试频率范围内于开腔法下测试陶瓷样品的介电常数和谐振频率温度系数，于闭腔法下测试样品的品质因数。系统研究了原料粒度、纯度及添加剂含量对陶瓷结构及性能的影响。采用AACH沉淀法，在1150℃煅烧条件下可获得到分散性较好的纳米（30~7

6、0nm）氧化铝粉体；采用醇盐水解法，在1200℃煅烧条件下可获得尺寸约为60nm的均匀且分散性良好的纳米粉体。以AACH沉淀法制备的纳米粉体为原料，烧结温度为1500℃时陶瓷的介电性能最优为：ε-4r=8.3，tanδ=1.02×10，以醇盐水解法制备的纳米粉体为原料，烧结温度为1450℃时介电性能最优：εr=10.2，tanδ=1.49×10-5。以微-纳米混合氧化铝粉体为原料，xFe2O3-TiO2为添加剂，当x为0.4wt%，烧结温度为1450℃时，氧化铝陶瓷的性能最优：体密度为3.9g/cm3，εr为10.12，tanδ为7.07×1

7、0-4。纳米原料引入CuO-TiO2，添加量为1.2wt%，烧结温度为1425℃时，氧化铝陶瓷微波性能最优：εr=9.58，Q·f=76648GHz，τf=-28.97ppm/℃。纳米原料经适当预烧，引入CuO-TiO2，添加量为0.8wt%，烧结温度为1400℃时，氧化铝综合微波陶瓷性能最优：εr=9.98，Q·f=77954GHz，τf=-7.6±0.6ppm/℃。图38幅；表14个；参58篇。关键词：液相法；纳米粉体；氧化铝陶瓷；添加剂；微波介电性能分类号：TQ174-I-AbstractWiththeboomingofinformat

8、ionontheInternet,microwavefortransmissionurgentlyneedstobeupgradedtothemillimeter-