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中温烧结BNT系统高频陶瓷材料研究

周绍建  
【摘要】:本文旨在研究制备出一种新型的高介电常数ε、低介电损耗tanδ、低电容温度系数αC的微波介质材料。本实验选取BNT(BaO–Nd_2O_3–TiO_2)系介质陶瓷作为研究对象。由于纯的BNT系陶瓷的介电性能不符合实验的要求,因此对其进行了掺杂处理,以及一些工艺的改进。 在掺杂的过程中,实验选用Bi_2O_3、Bi_4Ti_3O_(12)、G1玻璃、GB玻璃这四种添加剂进行掺杂。通过实验发现:当Bi_2O_3与Nd_2O_3质量比为3:7的时候,并且在该基础上添加2wt% Bi_4Ti_3O_(12)添加剂后,BNT系陶瓷的介电性能能够满足实验的要求。此外,添加有低熔点的玻璃后,在烧结过程中,玻璃添加剂所形成的液相会对陶瓷产生积极的影响。通过玻璃的润湿作用,在满足其介电性能要求的前提下,降低了陶瓷的烧结温度。 另外,实验还研究了工艺对BNT系陶瓷的影响。通过对预烧温度,预烧保温时间,以及烧结温度的调节后,确定了最佳的烧结工艺:最佳预烧温度:1110℃最佳预烧保温时间:1小时最佳烧结温度:1150℃(升温时间5小时,保温时间6小时)通过实验,制备所得的瓷料介电性能如下:介电常数:ε=90±5 (测试频率为1MHz)介电损耗: tanδ4×10~(-4) (测试频率为1MHz)电容温度系数:αC30ppm/℃(-55℃—125℃,测试频率为1MHz)


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