Li、Mg基低介微波介质陶瓷的制备及性能研究

来源 :桂林理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jedy2008
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微波通讯技术和雷达系统的不断完善,使得通讯频率向着高频范围不断拓展,对低介电常数(εr<20)和高品质因数(Q?f)的微波介质陶瓷材料的需求迅猛增加。本文通过传统的固相反应法合成了3MgO-Al2O3-3TiO2、MgAl2Ti3O10、CaMgSiO4、CaWO4-2Li2WO4低介微波介质陶瓷,并对其烧结性能、相成分、显微组织与微波介电性能进行了研究。(1)采用传统的固相反应方法获取了3MgO-Al2O3-3TiO2陶瓷,利用XRD、SEM和网络分析仪对陶瓷的相结构、微观结构和微波介电性能进行了探索。结果表明:3MgO-Al2O3-3TiO2陶瓷包含三个物相:MgAl2O4相,MgTiO3相和MgTi2O5相。该陶瓷在1350 oC下烧结4h具有优异的综合性能:εr15.4,Q×f91000 GHz,?f-55.1 ppm/oC。添加一定量的CaTiO3来调节3MgO-Al2O3-3TiO2陶瓷的?f,在烧结温度为1325 oC时,0.8(3MgO-Al2O3-3TiO2)-0.2CaTiO3陶瓷获得了优异的微波介电性能:εr=17.6,Q×f=36606GHz,τf=4.63 ppm/oC。(2)通过固相法制备MgAl2Ti3O10陶瓷,系统研究了MgAl2Ti3O10陶瓷的晶体结构、微观形貌和微波介电性能。结果表明:MgAl2Ti3O10陶瓷属于低介电微波介质陶瓷,其在烧结温度为1400 oC时获得最佳的微波介电性能:相对介电常数(εr14.9,品质因数(Q×f)26450 GHz,谐振频率温度系数(τf-83.7 ppm/oC。(3)利用常规的固相反应法获取了CaMgSiO4微波介质陶瓷,并且对陶瓷的相组成、显微结构和微波介电性能进行了研究。CaMgSiO4陶瓷在1350 oC烧结4h时的致密程度达到最佳,表现出良好的微波介电性能:较低的相对介电常数(εr=7.05),相对高的品质因数(Q×f=62500 GHz),负的谐振频率温度系数(τf-62.90 ppm/oC,表明CaMgSiO4陶瓷是一种有潜力的高频微波介质陶瓷。(4)使用常规固相烧结得到了CaWO4-2Li2WO4低温微波介质陶瓷。研究了烧结温度对其相组成、显微结构和微波介电性能进行了研究。结果表明CaWO4-2Li2WO4陶瓷不仅具有较低的烧结温度(≤750 oC),并且在烧结温度为740 oC获得了最佳的微波介电性能:低的相对介电常数(εr6.10,高的品质因数(Q×f)62400 GHz。CaWO4-2Li2WO4陶瓷可与银(Ag)电极兼容,说明CaWO4-2Li2WO4陶瓷能够作为低温共烧陶瓷(LTCC)器件的候选材料。
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