MgO-ZnO-TiO_2系微波介质陶瓷的制备及性能研究

【摘要】： 本文围绕MgO-ZnO-TiO_2体系重点开展了四项研究:首先,采用传统固相法制备了Bi_2O_3掺杂和不同Zn/Mg比值的(Mg,Zn)_2TiO_4陶瓷,研究了Bi_2O_3掺杂量和Zn/Mg比值对陶瓷烧结性能以及介电性能的影响;其次,采用固相法结合溶胶凝胶法的二步法制备了(Mg,Zn)TiO_3陶瓷,研究该方法制备的(Mg,Zn)TiO_3陶瓷的烧结性能以及介电性能;再次,采用二步法制备了Zn_2TiO_4-TiO_2复相陶瓷,研究了TiO_2用量对陶瓷的烧结性能和介电性能的影响;最后,采用固相法制备出MgTiO_3-Bi_4Ti_3O_(12)陶瓷,研究了Bi_4Ti_3O_(12)的用量对陶瓷的烧结性能和介电性能的影响。通过XRD、SEM、阿基米德排水法和Hakki-Coleman法分别对陶瓷样品的物相、显微结构、体积密度和微波介电性能进行了研究。研究结果表明:通过Bi_2O_3掺杂可以极大地改善(Mg,Zn)_2TiO_4陶瓷的烧结特性和提高介电常数;采用二步法可以降低(Mg,Zn)TiO_3陶瓷的烧结温度,获得较高纯度的(Mg,Zn)TiO_3陶瓷;Zn_2TiO_4-TiO_2复相陶瓷可以实现介电常数和温度系数可调化;Bi_4Ti_3O_(12)的加入可以显著降低MgTiO_3 -Bi_4Ti_3O_(12)陶瓷的烧结温度,极大地提高了介电常数。