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《陕西师范大学》 2012年
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高能球磨法制备Mg_2SiO_4、AWO_4(A=Ca,Ba,Sr)纳米粉体及其陶瓷微波介电性能的研究

程琳  
【摘要】:随着现代移动通信技术的快速发展,通信设备趋于向轻小型、高性能发展。目前,向微波高端与毫米波段发展仍是微波通讯发展的大趋势之一。需要微波材料具有高的品质因数(Q×f)、低的介电常数(εr)以及接近于零的温度系数等良好的微波性能。然而许多具有良好介电性能的微波介质陶瓷,其烧结温度往往过高。如今微波介质陶瓷正朝着细化晶粒尺寸、高频及低温烧结等方面发展,因此微波介质陶瓷的低温烧结及改性是一个具有挑战性的难题。 高能球磨(high-energy ball milling)又被称为机械力化学(mechanochemistry),是一种简单而有效制备纳米粉体的方法,它是利用球磨机的高速转动和振动,使球磨介质对其中的原料进行猛烈的研磨、撞击,把原料粉碎成为纳米尺寸粉体的方法。高能球磨法与其它传统方法相比,能明显降低反应活化能、细化晶粒、增强粉体活性、提高烧结能力、诱发低温化学反应,从而改善材料的性能,是一种节能、高效的材料制备技术,并且,可以批量生产。因此高能球磨法可以作为一种高效、节能的技术来制备纳米材料。 本文利用高能球磨法对Mg2SiO4和AWO4(A=Ca, Ba,Sr)纳米粉体的制备进行了多次的实验研究。在低温下合成Mg2SiO4相,从而在1075℃下制备了Mg2SiO4微波介质陶瓷,有效降低了陶瓷的烧结温度。实验探讨了高能球磨工艺对粉体晶粒大小、相结构、相合成温度的影响,以及陶瓷的微波介电性能的表征。另外,首次仅通过高能球磨,成功合成了AWO4(A=Ca, Ba, Sr)纳米晶,并在900~1000℃低温烧结下得到了AWO4(A=Ca, Ba, Sr)单相微波介质陶瓷。通过采用综合热分析(TG/DTA)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及微波网络分析仪等技术,研究了高能球磨法制备的纳米粉体的晶粒大小、相结构以及单相的合成温度,并对以上陶瓷的微观结构、烧结性能进行表征,对其微波介电性能进行了详细的研究。主要实验结论及研究结果具体如下: (1)以SiO2和MgO为原料,经过高能球磨5~30小时,发现在球磨过程中混合物由原来的SiO2和MgO,变为SiO2、MgO和Mg2SiO4,且Mg2SiO4相的含量随高能球磨时间的增加而增加;之后在500~850℃预烧,发现Mg2SiO4相的含量随预烧温度的升高而增加。在高能球磨30小时后,在850℃下保温3小时合成了Mg2SiO4单相纳米粉体,这一合成温度比常规固相合成法制备Mg2SiO4粉体的温度大约低300℃。利用高能球磨法制备的Mg2SiO4粉体,平均晶粒大小约为147nm,有助于提高Mg2SiO4陶瓷烧结的能力。Mg2SiO4粉体在烧结温度为1075℃下得到性能优良的微波陶瓷,通过测量密度、XRD和SEM分析表明:陶瓷的显微结构与密度变化一致,其微波介电性能随烧结温度的变化与相对密度与烧结温度的变化一致。在烧结温度为1075℃时得到相对密度高达96.56%致密Mg2SiO4陶瓷,其微波介电性能分别为εr=7.2,Q×f=193,800GHz,τf,=-58ppm/℃。 (2)将ACO3(A=Ca, Ba,Sr)与WO3混合,首次采用高能球磨法制备其纳米粉体及微波介质陶瓷。CaWO4、BaWO4、以及SrWO4相经过球磨可完全合成白钨矿结构纯相,球磨30小时可得到纳米粉体。CaCO3-WO3混合物经过30小时球磨后,合成出112nm的纯CaWO4纳米晶,经900℃烧结成CaWO4陶瓷,相对密度高为97.53%,微波介电性能为ε,.=10.7,Q×f=61,500GHz。球磨30小时后粒径大小为143nm的纯BaWO4纳米粉体,经1000℃烧结成BaWO4陶瓷,陶瓷的相对密度达到96.16%,粒径小于2μm,介电常数εr=11.2,Q×f=54,900GHz。SrCO3-WO3的粉体经30小时球磨,完全合成出SrWO4纯相,粉体的粒径为138nm,SrWO4陶瓷在950℃烧结,相对密度为96.32%,且具有良好的微波介电性能,介电常数εr=10.5,Q×f=52,300GHz。
【学位授予单位】:陕西师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TB383.1;TQ174.1;O482.4

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 吕文中,赖希伟;平行板谐振法测量微波介质陶瓷介电性能[J];电子元件与材料;2003年05期
2 何进,杨传仁;微波介质陶瓷材料综述[J];电子元件与材料;1995年02期
3 徐建梅,周东祥;微波介质陶瓷的研究现状及发展趋势[J];非金属矿;2001年S1期
4 肖定全,杜若昕,熊雅玲;微波介质陶瓷的近期研究进展[J];功能材料;1995年01期
5 张同生;陶珍东;;高能球磨法制备钛酸钡陶瓷的研究[J];山东建材;2007年02期
6 付志粉;马建立;丁兰芳;吴怡;刘鹏;;高能球磨法低温合成Mg_4Nb_2O_9纳米粉体[J];陕西师范大学学报(自然科学版);2009年06期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王世驹,金志浩;工程陶瓷与金属材料的粘结[J];兵器材料科学与工程;1991年03期
2 李海华,王遵立;信息高速处理与光电子技术[J];半导体光电;2002年04期
3 岳喜成;离子注入聚醚砜薄膜的介电频谱分析[J];半导体技术;2005年05期
4 石礼伟,李玉国,王强,薛成山,孙海波;高密存储介质磁性纳米颗粒薄膜与纳米超晶格结构研究进展(英文)[J];微纳电子技术;2003年09期
5 朱传凤,韩梅娟,商广义,万立骏,沈玉全,邱玲,郝聚民;光学高分子薄膜纳米结构与性能关系的探讨[J];微纳电子技术;2005年06期
6 张楷亮,宋志棠,封松林,Chen Bomy;ULSI关键工艺技术——纳米级化学机械抛光[J];微纳电子技术;2005年07期
7 杨阳;妥万禄;常爱民;赵青;张慧敏;;Co-Ni-Sr-O系低温热敏陶瓷材料研究[J];微纳电子技术;2007年Z1期
8 郑香娣,魏杰,刘立峰,钟俊;菁染料光稳定性及氧猝灭剂对其光稳定性的影响[J];北京化工大学学报(自然科学版);2004年02期
9 王炜;李长荣;杜振民;郭翠萍;;Si/(Ni-Cr合金)/Cu扩散偶950℃相稳定性[J];北京科技大学学报;2009年03期
10 高辉;张光磊;任书霞;;HA生物陶瓷的研究现状及其在医学工程中的应用[J];北京生物医学工程;2007年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李月明;张华;洪燕;王竹梅;沈宗洋;;高介电常数微波介质陶瓷及其低温烧结的研究进展[A];中国硅酸盐学会陶瓷分会2010年学术年会论文集(二)[C];2010年
2 欧俊;吴伯麟;钟莲云;董顺熙;;Ba(Mg~(x/12)Ta~(2x/12)Zr~((12-3x)/12))O_3系统相关系的研究[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅲ[C];2004年
3 熊兆贤;肖芬;薛昊;邱虹;郑建森;张冲;林昌健;岳振星;;新型微波介质陶瓷材料与元件的研制[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(2)[C];2007年
4 熊常健;赵得杰;朱岳麟;鹿靖;;高介电陶瓷材料在油品介电精制方法中的应用[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(2)[C];2007年
5 郭婷;姜胜林;张海波;林汝湛;;锰掺杂对PMN-PZT陶瓷介电性能的影响[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(2)[C];2007年
6 黄国华;唐艳云;徐建梅;黄津梨;周东祥;;La~(3+)、Li~(1+)对 CaTiO_3微波介电性能的影响[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(2)[C];2007年
7 刘维良;唐春宝;胡元云;李月明;;低温烧结BaO-Sm_2O_3-TiO_2系微波介质陶瓷材料的研究[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(2)[C];2007年
8 张伟强;陈秀华;项金钟;王莉红;;集成电路亚45nm级铜布线扩散阻挡层WN薄膜的研究[A];2009中国功能材料科技与产业高层论坛论文集[C];2009年
9 黄国华;刘桂英;谢清连;;微波介质陶瓷材料的微波介电性能[A];第三届广西青年学术年会论文集(自然科学篇)[C];2004年
10 唐宇;陈松;韩艳玲;王选理;黄宇阳;邓文;;La_2O_3掺杂对ZnNb_2O_6微波介质陶瓷微观缺陷和介电常数的影响[A];第十届全国正电子湮没谱学会议论文集[C];2009年
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1 张光祖;钛酸锶钡场致效应及热释电特性研究[D];华中科技大学;2010年
2 吴云良;扫描近场光学显微镜若干关键技术研究[D];中国科学技术大学;2010年
3 韩书谟;1100kV GIS中SF6断路器关键技术研究[D];沈阳工业大学;2010年
4 林亦琦;La系双钙钛矿陶瓷的介电与磁学性能[D];浙江大学;2010年
5 王卓;A(Fe_(0.5)B_(0.5))O_3(A=Ba,Sr;B=Nb,Ta)陶瓷的巨介电效应及其调控[D];浙江大学;2010年
6 贺媛;BaTiO_3纳米纤维湿度传感性能的研究[D];吉林大学;2011年
7 汪川惠;Ba_(1-x)Bi_xTi_(1-y)Mn_yO_3和Bi_(5-x)La_xTi_3Fe_(1-y)Co_yO_(15)多铁陶瓷的磁性、铁电性以及介电性的研究[D];华中科技大学;2011年
8 戴罡;毫秒脉冲激光致薄膜光学元件损伤特性测试与数值分析[D];南京理工大学;2010年
9 王小锋;BeO粉体制备、凝胶注模成型及其烧结的研究[D];中南大学;2011年
10 凌味未;低温共烧(LTCC)铁电/铁磁复合材料与器件研究[D];电子科技大学;2011年
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1 沙鹏;半导体泵浦高重频绿光激光器研究[D];长春理工大学;2010年
2 王家华;层状陶瓷Ti_3AlC_2的制备及性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 宋文文;ZnNb_2O_6及ZnTa_2O_6陶瓷粉体的制备方法研究[D];中国海洋大学;2010年
4 戴顺洪;NBT-KBT-100x压电薄膜的制备及表征[D];湘潭大学;2010年
5 张大志;钛酸铋钠—钛酸钡无铅压电薄膜制备及性能研究[D];湘潭大学;2010年
6 黄道伟;SO_4~(2-)/M_xO_y型复合固体酸催化剂的合成、表征及其在酯化反应中的应用研究[D];江西师范大学;2010年
7 陈忠文;熔盐法制备铌酸锌基微波介质陶瓷结构及性能研究[D];昆明理工大学;2010年
8 舒艺周;磷石膏碳热分解性能及工艺研究[D];昆明理工大学;2010年
9 郑振中;低温共烧ZnNb_2O_6基微波介质陶瓷的制备与研究[D];昆明理工大学;2009年
10 郭宏政;CaTiO_3-NdAlO_3微波介质陶瓷的制备与性能研究[D];昆明理工大学;2009年
【二级参考文献】
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1 向勇,谢道华;ABO_3型氧化物的结构与性能及其应用[J];材料工程;2000年09期
2 郭建亭,周兰章,李谷松;机械合金化制备NiAl-TiC复合材料的研究[J];材料工程;1999年06期
3 姜继森,高濂,郭景坤,杨燮龙;高能球磨法制备纳米晶Zn铁氧体[J];材料研究学报;1999年02期
4 范恩荣;钛酸钡超细粉合成途径探讨[J];电瓷避雷器;2000年06期
5 盖国胜,樊世民;陶瓷颗粒制备过程中的机械力化学作用[J];中国粉体技术;2000年S1期
6 王晓慧,赵纯,王子忱,吴凤清,赵慕愚;BaTiO_3纳米晶的合成与表征[J];高等学校化学学报;1994年02期
7 邹正光,李金莲,陈寒元;高能球磨在复合材料制备中的应用[J];桂林工学院学报;2002年02期
8 肖定全,杜若昕,熊雅玲;微波介质陶瓷的近期研究进展[J];功能材料;1995年01期
9 吴其胜,张少明,刘建兰;机械力化学在纳米陶瓷材料中的应用[J];硅酸盐通报;2002年02期
10 范福康,丘泰;功能陶瓷现状与发展动向[J];硅酸盐通报;1995年04期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 夏纪勇;唐谟堂;;纳米超细氧化铋的制备及其在阻燃剂方面的应用前景[J];现代化工;2008年06期
2 周勇敏;乔文凤;展红炜;方芳;;高能球磨法制备纳米铋粉的研究[J];润滑与密封;2006年10期
3 唐武彪;卢安贤;韩立国;张常建;许贝贝;;气压烧结制备氧氮微晶玻璃的杂质与热性能[J];武汉理工大学学报;2010年19期
4 徐斌,楼白杨,白万金,刘宣国;纳米锌/聚氯乙烯复合材料的研制和表征[J];中国粉体技术;2004年01期
5 赖金权;王蕾;许伯藩;杜甍;朱宏才;;过程控制剂在高能球磨法制备SiC/Al复合粉末中的作用研究[J];武汉科技大学学报(自然科学版);2007年01期
6 陈琍,徐斌,楼白杨;纳米铜基温敏复合材料的制备及其性能研究[J];浙江工业大学学报;2005年04期
7 谢中亚;徐建生;;高能球磨法制备纳米金属铜粒子工艺条件研究[J];润滑与密封;2006年03期
8 王乾;盛雪莲;;纳米CeO_2/Zn金属基复合材料的制备[J];内江科技;2006年07期
9 王乾;;纳米CeO_2/Zn金属基复合材料的制备[J];陕西煤炭;2006年04期
10 甘卫平;甘梅;刘妍;;高能球磨对片状银粉的改性研究[J];材料导报;2007年S1期
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1 施利毅;;国内纳米粉体现状、发展及趋势[A];2005年全国粉体设备—技术—产品信息交流会暨纳米颗粒测试与标准培训班论文集[C];2005年
2 段鹤;郑毓峰;张校刚;孙言飞;董有忠;;溶剂热法合成二硫化钴(CoS_2)纳米粉体[A];纳米材料和技术应用进展——全国第三届纳米材料和技术应用会议论文集(上卷)[C];2003年
3 黄璜;;纳米SiO_2/环氧树脂复合材料制备及性能研究报告[A];第十次全国环氧树脂应用技术学术交流会论文集[C];2003年
4 肖进;张庆礼;邵淑芳;刘文鹏;丁丽华;殷绍唐;;Sc_2O_3:Yb、Sc_2O_3:Nd纳米粉体的制备和发光[A];第11届全国发光学学术会议论文摘要集[C];2007年
5 白中胜;刘丹;陈云;宁光辉;许磊;;低成本新法制备ATO纳米粉体[A];中国化学会第28届学术年会第4分会场摘要集[C];2012年
6 李春忠;胡彦杰;;纳米粉体材料的制备与应用发展现状[A];第八届全国颗粒制备与处理学术和应用研讨会论文集[C];2007年
7 周红军;宋红梅;吴全贵;;纳米粉体用于工业催化的问题探讨[A];纳微粉体制备与应用进展——2002年纳微粉体制备与技术应用研讨会论文集[C];2002年
8 徐光亮;聂轶霞;赖振宇;;水热合成羟基磷灰石(HA)纳米粉体的研究[A];纳米材料和技术应用进展——全国第二届纳米材料和技术应用会议论文集(上卷)[C];2001年
9 李红飞;国富强;李德谦;;利用液液萃取技术从氟碳铈矿硫酸浸取液中直接制备高纯CeF_3纳米粉体[A];第十届全国稀土元素分析化学学术报告会论文集[C];2003年
10 陈俊;公衍生;王传彬;沈强;张联盟;;聚合物前驱体法制备铌酸钾锂粉体的研究[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(2)[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;新技术制备导电纳米粉体[N];中国技术市场报;2010年
2 记者 李颖;合成纳米粉体法国际领先[N];科技日报;2001年
3 记者 邱登科;嘉维化工重拳出击纳米领域[N];民营经济报;2009年
4 于洋 记者 李泳沩;高电导率纳米粉体 及制备方法获专利[N];吉林日报;2010年
5 董小雷;纳米粉体表面改性技术有待提高[N];中国化工报;2002年
6 本报记者 曹红丽;信息化一对一:BI与BA[N];中国计算机报;2008年
7 栗鸿儒;嘉维化工打造百万吨级纳米粉体“航母”[N];中国贸易报;2009年
8 本报记者 邱江勇;IBM豪赌BA市场[N];中国电子报;2010年
9 束洪福;纳米产业化瓶颈有待突破[N];科技日报;2003年
10 新升资讯;南风化工 化工龙头 三阳开泰[N];证券时报;2004年
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1 宋祖伟;钨酸盐微/纳米粉的制备及其防腐应用研究[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2010年
2 毛志国;电爆炸金属丝制备纳米粉体的研究[D];清华大学;2009年
3 宋爱君;Ni-Cu合金纳米粉的制备及其性能研究[D];燕山大学;2012年
4 胡婕;纳米钙钛矿型氧化物的制备及性能研究[D];燕山大学;2009年
5 毕学松;气体放电导入电流的丝电爆制备纳米粉方法研究[D];兰州理工大学;2012年
6 彭秧锡;钛酸钡(铅)系列纳米粉体的制备方法与相变机制研究[D];中南大学;2010年
7 石涛;用于稀土离子掺杂发光的Al_2O_3基质材料研究[D];浙江大学;2009年
8 卫静;TiO_2基纳米材料光催化还原CO_2研究[D];天津大学;2011年
9 刘世民;透明导电锡基氧化物纳米粉体的制备及应用研究[D];大连交通大学;2011年
10 张晓琳;微波法制备YAG粉体微观结构的调控及其烧结性的研究[D];山东大学;2011年
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1 程琳;高能球磨法制备Mg_2SiO_4、AWO_4(A=Ca,Ba,Sr)纳米粉体及其陶瓷微波介电性能的研究[D];陕西师范大学;2012年
2 吴继清;稀土掺杂(Ba,Sr)TiO_3纳米粉体的光谱特性及发光机理研究[D];湖北大学;2011年
3 李明华;氧化铝纤维对牙科纳米复合氧化锆陶瓷的性能影响的研究[D];吉林大学;2006年
4 高薇;连续有序动态微液团混合法制备掺镧改性钛酸钡及钇铝石榴石纳米粉体的研究[D];辽宁科技大学;2006年
5 付景国;高能球磨法制备气缸套表面强化层的技术研究[D];大连海事大学;2011年
6 范战彪;混合碱合成BaTiO_3及掺杂纳米粉体与BaTiO_3陶瓷性能研究[D];山东轻工业学院;2010年
7 林玫;水热法制备钛酸铋钠基纳米粉体及其介电性能的研究[D];景德镇陶瓷学院;2011年
8 高勇;Ce_(1-x)Nd_xO_(2-x/2)固溶体纳米粉体的低温燃烧合成研究[D];湖南大学;2005年
9 杨甫生;纳米粉体制备及其对棉织物抗紫外整理的研究[D];安徽农业大学;2005年
10 张邦强;掺杂铬酸镧超细粉体的制备及低温烧结[D];山东大学;2005年
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