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《青岛大学》 2004年
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陶瓷/微晶玻璃复合微波介电材料的研究

李延强  
【摘要】:在本文中,合成了微波介电性能比较优越的SiO_2-MgO-Al_2O-3-La_2O_3微晶玻璃。对合成过程及晶化前后的行为进行了研究。充分利用玻璃的软化点较低和晶化后结晶相的介电损耗较低的特点,首次有意识地将玻璃与Ba(Mg_(1/3)Ta_(2/3))O_3复合,经烧结后微晶化,制各出了陶瓷/微晶玻璃复合微波介电材料。进而研究了陶瓷/微晶玻璃复合微波介电材料的性能与结构之间的关系 将微波系统的谐振腔微扰法应用于测量介电材料的性能,分析了测试系统的相对误差,证明测量结果是可靠的。 含4wt.%B_2O_3和16wt.%TiO_2的玻璃的晶化温度在850℃左右,晶化后的主晶相为La_2Ti_2O_7、Al_2SiO_5。晶化对介电常数影响不大,是因为晶化后的主晶相的ε_r相互进行了补偿;对Q值有很大影响,主要原因是晶化使大部分Mg~(2+)离子固溶进入晶体,减少了弱束缚Mg~(2+)的迁移损耗。微晶玻璃中的主晶相La_2Ti_2O_7具有很大的正温度系数,导致晶化前后的温度系数由负变正。 微晶玻璃添加到BMT粉中确能大幅度的降低烧结温度。烧结温度由纯BMT的1600℃降为复合介电材料的1130℃,相对密度达到92.2%。合理的BMT粉的粒径级配对烧结有促进作用。复合材料中BMT粉的含量以不超过60wt.%为宜,否则将对烧结产生明显的阻碍作用。 复合微波介电材料的ε_r随着烧结温度的升高而增大的原因是由于较高温度烧结的样品相对密度大。高温或细颗粒BMT粉料的样品ε_r出现异常增高是La_2Ti_2O_7相与La(Mg_(0.5)Ti_(0.5))O_3相的相对含量的比例发生变化而引起的。高温时ε_r较高的La_2Ti_2O_7相的比例较大,因而ε_r较大。 微晶玻璃的结晶度是复合介电材料Q值的控制要素。要得到高Q值的复合微波介电材料必须使微晶玻璃完全晶化。少量的残余玻璃相将会导致材料Q值的大幅度降低。 复合介电材料的τ_f由两大决定因素:第一是样品中微晶玻璃的结晶度;第二是微晶玻璃晶化后主晶相La(Mg_(0.5)Ti_(0.5))O_3、La_2Ti_2O_7的相对含量。 而这两大因素都与烧结温度或热处理制度有关。
【学位授予单位】:青岛大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TB39

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