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随着科技的进步与通信技术的发展,具有质量轻,易于小型化、集成化,同时具有良好热稳定性的微波陶瓷成为近些年通信材料研究的热点。中介电常数微波陶瓷具有适中的介电常数,低损耗和谐振频率温度系数近零的特点,被广泛应用于谐振器、滤波器、介质天线、介质导波回路等无线微波元器件中。CaTi03具有正交钙钛矿结构,其εr= 170,Q×f= 3500GHz,τf= 800ppm/℃;而 LaAlCO3 具有菱方钙钛矿结构,其 εr= 23.4,Q×f=68,000GHz,τf=-44ppm/℃,两种材料复合成CaTi03-LaA103(CTLA)固溶体具有优异的微波介电性能。本文是以CTLA陶瓷为研究体系,采用传统固相法制备陶瓷,研究了不同组分CTLA陶瓷微波介电性能与A/B位离子参数的关系;确定了 CTLA的最佳组分体系,研究了 Ga掺杂对CTLA陶瓷微波介电性能的影响,建立了极化率,键价,容忍因子等微观参数与微波介电性能的关联;最后通过纳米A1203掺杂CTLA陶瓷,探讨了纳米颗粒对CTLA陶瓷烧结特性和微波介电性能的关系。经过两种方式改性的CTLA陶瓷微波介电性能均接近了商业化CTLA基微波陶瓷性能指标。首先,运用传统两步固相法制备(1-x)CaTiO3-xLaA103(0.3 ≤x≤ 0.7)微波介电陶瓷,研究了晶体结构相变和极化率、离子扰动、A位键价、B位离子有序无序排列等离子参数对微波介电性能的影响。结果表明,随着LaA103含量由0.3增加至0.7,介电常数从47.03降低到28.25,其原因是离子扰动效应被抑制,导致极化偏差降低;A位键价由1.8313增加到2.4761,导致了谐振频率温度系数由17.17ppm/℃向负方向移动到-20.42 ppm/℃;由于阳离子扰动被抑制,B位离子有序度增强,致使Q ×f值由34,266 GHz增加到45,297 GHz。同时在x =0.5时,Raman光谱证实了 CTLA陶瓷发生相变,导致了 Q ×f值和谐振频率温度系数突然恶化。其次,通过传统的固相发应法制备出了具有单一钙钛矿结构的0.67CaTiO3-0.33La(All-xGax)O3(0≤x≤0.4)(CTLAG)陶瓷材料。研究了 Ga3+取代 A13+离子对微波陶瓷的介电性能的影响。随着Ga含量的增加离子极化率增加,导致介电常数增加。而CTLAG陶瓷的容忍因子和A位键价对微波陶瓷的谐振频率温度系数有很大影响。Q×f值变化不仅与本征因素有关还和晶粒尺寸的双模分布、相对密度变化、堆积密度以及B位离子的有序无序有关。当x=0.1时,在1420 ℃烧结温度下CTLAG陶瓷获得最佳微波介电性能:εr≈45.81,Q×f≈37,169 GHz,τ f≈ 3.09 ppm/℃。最后,采用了纳米掺杂对CTLA陶瓷进行改性,研究了纳米粒子对CTLA微波陶瓷烧结特性和微波介电性能的影响。结果表明,A12O3纳米粒子掺杂对介电常数影响不大,均在45左右,但适当的纳米A12O3掺杂作为传质介质促进晶粒均匀生长,有效的提升Q×f值;谐振频率温度系数变化与介电常数变化成正比关系。当x=0.05wt%,在1420℃下烧结得到最佳的微波性能:εr≈ 45.10,Q×f≈ 38,215 GHz,τf≈3.65 ppm/℃。当x =0.2 wt%,烧结温度降低到1380℃,可以得到与最佳性能相比拟的微波介电性能:εr≈44.51,Q×f≈37,346 GHz,τg产4.87 ppm/℃。表明掺杂适量的A1203纳米颗粒可以有效降低烧结温度。