收藏本站
收藏 | 论文排版

中介电常数BaO-TiO_2-Nb_2O_5体系低温共烧微波介质陶瓷

邹栋  
【摘要】: 低温共烧陶瓷(Low Temperature Co-fired Ceramics,LTCC)技术已成为实现各类电子元器件小型化、模块化以及低成本化的重要途径,广泛应用于通信等领域,适用于LTCC技术的微波介质陶瓷正成为研究热点。目前低介电常数(ε_r)的LTCC微波介质陶瓷体系的应用较为成熟,而中、高介电常数LTCC微波介质陶瓷的研究和开发相对比较薄弱,特别是ε_r在45-70之间微波介质陶瓷体系更是鲜有报道,其难点在于既要降低烧结温度,又要兼顾材料介电性能以及LTCC工艺适应性(浆料制备以及与电极共烧等)。 本文以制备中介电常数(ε_r=45-70)LTCC微波介质材料为目标,对Ba_3Ti_4Nb_4O_(21)(简称BTN)陶瓷进行了低温烧结、离子置换改性以及LTCC工艺适应性的研究,解决三者难以兼顾的问题,研究内容及成果如下: (一)以降低BTN陶瓷的烧结温度和提高介电性能为目的,研究了B_2O_3、CuO、MnCO_3-CuO以及ZBS等多种助剂对BTN陶瓷烧结特性、显微结构及介电性能的影响。研究结果表明:烧结助剂在烧结过程中有液相生成,主要以溶解-沉淀方式进行传质,从而有效地促进了陶瓷在低温下烧结。单一B_2O_3或CuO助剂降温效果有限,1wt%B_2O_3与1wt%CuO将BTN陶瓷的烧结温度从1280℃分别降至1100℃和975℃。采用预烧合成的MnCO_3-CuO(简称MC)助剂在保持CuO降温效果的同时改善了陶瓷的Q×f值。MC和ZBS复合掺杂更好地促进了BTN陶瓷的烧结,添加1wt%MC与2wt%ZBS复合助剂的BTN陶瓷在900℃烧结致密,其Q×f值等于13500GHz,优于文献报道的添加LBS玻璃的Q×f值(仅为3000GHz),但频率温度系数τ_f偏大,达到42×10~(-6)/℃。 (二)为减小低温烧结BTN陶瓷的τ_f,系统研究了A位(Ba~(2+))、B位(Ti~(4+))离子置换对BTN陶瓷微波介电性能的影响。Mg~(2+)、Ca~(2+)置换Ba~(2+)产生了大量MgTi_2O_5、Ti_(1/2)Mg_(1/6)Nb_(1/3)O_2、CaNb_2O_6、Ca_3Nb_2Ti_3O_(14)等第二相,导致Q×f值大幅度降低。Sr~(2+)置换Ba~(2+)则形成连续固溶体并导致晶格收缩,无其它杂质相形成,陶瓷的ε_r与τ_f略有增加。Zr~(4+)、Sn~(4+)、(Zn_(1/3)Nb_(2/3))~(4+)和(Fe_(1/2)Nb_(1/2))~(4+)置换Ti~(4+)均形成了连续固溶体,B位离子置换导致氧八面体倾斜加剧有效减小了BTN陶瓷的τ_f。(Zn_(1/3)Nb_(2/3))~(4+)置换Ti~(4+)后所得的陶瓷各项性能最佳,当置换量为50mol%时,τ_f降至20×10~(-6)/℃,Q×f值提高到15700GHz。其它A位、B位离子置换不同程度地降低了BTN陶瓷的Q×f值。 (三)在BTN陶瓷低温烧结及离子置换改性基础上,系统研究了其浆料特性以及与银电极共烧匹配性,获得了具有应用价值的配方及工艺。添加1wt%MC和1wt%ZBS的Ba_3Ti_2(Zn_(1/3)Nb_(2/3))_2Nb_4O_(21)陶瓷在900℃烧结致密,其介电性能:ε_r=53,Q×f=14800GHz,τ_f=6×10~(-6)/℃。该陶瓷粉料能配制成均匀稳定的水基流延浆料,流延成型的膜片表面平整致密。陶瓷膜片与Ag电极共烧界面结合紧密,无明显扩散反应现象,具有良好的共烧匹配性,是一种具有应用价值的中介电常数LTCC微波介质材料。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 廖继红;钟志成;屈少华;张增常;;低温烧结中介电常数微波介质陶瓷材料的研究进展[J];陶瓷学报;2013年01期
2 杨海燕;赵晓明;;织物介电常数影响因素的研究[J];天津工业大学学报;2014年01期
3 张本华;王建忠;邱立春;李成华;;种子介电常数测定装置设计及原理分析[J];农机化研究;2006年07期
4 徐贤恭,黄锦珂,钟增培,区炳燊;简便电桥法测定介电常数[J];中山大学学报(自然科学版);1983年04期
5 朱泳名;葛鹰;;设计用介电常数的表征方法考察与分析[J];印制电路信息;2019年12期
6 王淅临;在解物理化学习题中如何处理介质的介电常数[J];大学化学;1999年01期
7 蔡树榛;测量介电常数的一种方法[J];复旦学报(自然科学版);1977年02期
8 李芳;牛会永;李石林;朱豪;;煤介电常数影响因素研究现状及分析[J];煤矿安全;2017年12期
9 刘伟娜;;介电常数微弱变化的高灵敏度测试技术[J];微波学报;2014年01期
10 孟美丽;高海彬;;路面材料复合介电常数模型研究进展分析[J];路基工程;2013年01期
11 徐龙君,鲜学福,李晓红,张代钧,储雪子,邵晖;交变电场下白皎煤介电常数的实验研究[J];重庆大学学报(自然科学版);1998年03期
12 朱建军,卢锦梭;含盐体系的静态介电常数[J];高等学校化学学报;1986年12期
13 龚义森;对兰斯别尔格介电常数椭球的商榷[J];光学学报;1982年02期
14 黄惠慈;;脂类薄膜的介电常数与膜宽关系[J];上海交通大学学报;1984年04期
15 吕开明;;4G通讯用介电常数45微波介质谐振器[J];电子世界;2016年13期
16 司敏杰,李谦,黄金亮;BaO-Ln_2O_3-TiO_2系微波介质陶瓷的研究进展[J];河南科技大学学报(自然科学版);2005年01期
17 沈韩,许华,陈敏,李景德;超高介电常数非铁电单晶[J];物理学报;2004年05期
18 王云山,刘业厚,王明吉;利用分米波测量岩样中的介电常数[J];石油实验地质;1994年01期
19 张俊荣,王丽巍,张德海;植被和土壤的微波介电常数[J];遥感技术与应用;1995年03期
20 谢实崇;浅析“介电常数”[J];内江师范学院学报;1990年02期
中国重要会议论文全文数据库 前20条
1 魏玮;张德海;赵谨;;单极振子探针测量介电常数的方法研究[A];第十五届全国遥感技术学术交流会论文摘要集[C];2005年
2 陈秉钧;邵俊清;郭树旭;宁广安;;一种新的、简便的测量物质介电常数方法[A];1991年全国微波会议论文集(卷Ⅱ)[C];1991年
3 李殷乔;纪建华;费元春;周建明;;谐振环测量低温共烧陶瓷介电常数研究[A];2009安捷伦科技节论文集[C];2009年
4 高源慈;谢扩军;;沥青混凝土介电常数的波导法测试[A];2007'中国仪器仪表与测控技术交流大会论文集(二)[C];2007年
5 吴世艳;周启友;杨磊;;电容在土壤含水量测定中的有效性[A];中国地球物理·2009[C];2009年
6 钟硕敏;;介电常数近零超材料增强天线辐射功率[A];2015年全国微波毫米波会议论文集[C];2015年
7 郭梦楚;陈世昌;徐魁文;王高峰;;基于SIW结构的便携式介电常数测量系统设计[A];2018年全国微波毫米波会议论文集(上册)[C];2018年
8 王仙丽;郭秀军;马媛媛;;污染孔液对土壤介电常数影响的实验研究[A];中国地球物理2010——中国地球物理学会第二十六届年会、中国地震学会第十三次学术大会论文集[C];2010年
9 王金龙;严小雄;王凯;朱卫东;;介电常数大于3.5的微波电路用覆铜箔板的研制[A];第十八届中国覆铜板技术·市场研讨会论文集[C];2017年
10 李成;窦晓亮;曲鹏;刘晓林;;基于提高BT/PVDF复合材料介电常数的材料结构设计与性能研究[A];第十九届全国高技术陶瓷学术年会摘要集[C];2016年
11 范振国;刘四委;池振国;张艺;许家瑞;;聚酰亚胺薄膜介电常数的定量构效关系研究[A];中国化学会2017全国高分子学术论文报告会摘要集——主题E:高分子理论计算模拟[C];2017年
12 吴驰飞;邵成立;;配位交联NBR材料的介电增强[A];第十四届中国橡胶基础研究研讨会会议摘要集[C];2018年
13 齐西伟;李颖;董杲杲;;La_(0.85)Bi_(0.15)Al_(1-x)Ga_xO_3非晶的制备及性能研究[A];第十九届全国高技术陶瓷学术年会摘要集[C];2016年
14 陈超楠;王哲玮;伍科;叶辉,;;基于银-氧化铟锡混合薄膜的近红外介电常数近零点和等离子体特性调谐的研究[A];第十二届全国硅基光电子材料及器件研讨会会议论文集[C];2017年
15 余洪滔;刘韩星;田中青;吴朝辉;欧阳世翕;;滤波器用微波介质陶瓷材料[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
16 安同一;汪彤;董兴其;;部分填充波导法测量片状材料的介电常数[A];1991年全国微波会议论文集(卷Ⅱ)[C];1991年
17 肖芬;熊兆贤;郑建森;刘同赞;张邦成;吴远兴;;微波炉快速解冻板的研制[A];“第十四届全国微波能应用学术会议”暨“2009年微波创造美的生活高峰论坛”论文集[C];2009年
18 田晓宝;杨新华;;基于分子模型的BaTiO_3单晶纳米线介电常数模拟[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
19 唐新桂;刘秋香;王杰;陈王丽华;;锆钛酸钡陶瓷的电场诱导相变特性研究[A];第八届全国内耗与力学谱会议论文集[C];2006年
20 杨昌平;肖海波;宋学平;罗晓婧;徐玲芳;;CaCu_3Ti_4O_(12)陶瓷的介电性质与C-V反常[A];第八届中国功能材料及其应用学术会议摘要[C];2013年
中国博士学位论文全文数据库 前20条
1 邹栋;中介电常数BaO-TiO_2-Nb_2O_5体系低温共烧微波介质陶瓷[D];浙江大学;2009年
2 田文栋;近零介电常数材料的介电常数调控和非线性光学性能研究[D];山东大学;2021年
3 王爽;超高温BaTiO_3复合材料铁电机理研究[D];天津大学;2010年
4 宋永利;掺杂金红石相宽禁带半导体磁性及介电性质的研究[D];哈尔滨工业大学;2017年
5 陈鹤拓;两种Nd-Ti基中高介微波陶瓷制备及性能机理研究[D];电子科技大学;2018年
6 余晓华;镧系元素对氧化钡—氧化镧—二氧化钛微波陶瓷的改性研究[D];华中科技大学;2007年
7 王法军;聚醚砜基高介电常数复合材料的研究[D];华中科技大学;2009年
8 党智敏;高介电无机/有机复合材料的研究[D];清华大学;2003年
9 胡庆荣;含水含盐土壤介电特性实验研究及对雷达图像的响应分析[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2003年
10 唐鑫;新型钨锰铁矿型微波介质陶瓷性能及低温烧结研究[D];浙江大学;2015年
11 童建喜;中介电常数低温共烧微波介质陶瓷及其器件研究[D];浙江大学;2006年
12 薛人中;巨介电CaCu_3Ti_4O_(12)陶瓷的微结构调控及性能研究[D];西安理工大学;2017年
13 黄旭;高介电聚芳醚腈基复合材料的制备与性能[D];电子科技大学;2016年
14 周迪;新型铋基低温烧结微波介质陶瓷研究[D];西安交通大学;2009年
15 胡星;改性铅基钙钛矿陶瓷的结构与介电性能[D];浙江大学;2004年
16 徐诺心;TiO_2/聚合物复合材料的设计、制备与介电性能研究[D];浙江大学;2017年
17 雷研;铌钛酸盐体系微波介质陶瓷的制备与性能研究[D];中国海洋大学;2011年
18 刘成;钙钛矿型无铅铁电陶瓷的介电与压电性能研究[D];陕西师范大学;2013年
19 彭海益;CaO-La_2O_3-TiO_2高介陶瓷及其复合材料介电性能研究[D];中国科学院大学(中国科学院上海硅酸盐研究所);2021年
20 卢祥军;改性铅基复合钙钛矿型弛豫铁电陶瓷的结构与微波介电性能[D];浙江大学;2001年
中国硕士学位论文全文数据库 前20条
1 李媛媛;钕系中介电常数微波陶瓷的制备及性能研究[D];华北理工大学;2015年
2 邱卫平;巨介电常数复相陶瓷的结构与性能[D];浙江大学;2006年
3 张庆;湿化学法制备巨介电常数钛酸铜钙粉体及氧化铝改性陶瓷[D];西北大学;2011年
4 鲜仕林;近零介电常数材料与结构研究[D];电子科技大学;2020年
5 王秀丽;典型地物介电常数测量方法研究[D];电子科技大学;2011年
6 季银涛;基于深度学习的探地雷达图像介电常数反演研究[D];山东大学;2021年
7 王海燕;钛酸钡/聚偏氟乙烯复合材料的制备及其介电性能研究[D];兰州理工大学;2006年
8 陈尚坤;BaO-Nd_2O_3-TiO_2系统微波介质陶瓷低温烧结[D];浙江大学;2004年
9 张莉娟;基于嫦娥多通道辐射亮温数据的月壤介电常数反演研究[D];华中科技大学;2015年
10 詹未荫;聚合物基微波介质复合材料的制备与性能[D];武汉理工大学;2014年
11 张小宁;乐甫波传播特性与液体介电常数传感研究[D];南京航空航天大学;2010年
12 王楠;低介电微波陶瓷的设计、制备及性能优化[D];桂林理工大学;2017年
13 肖飞;介电常数探测器的数值模拟[D];西安石油大学;2014年
14 郑阳;钛酸钡/聚苯乙烯高介电复合材料的制备及介电性能研究[D];北京化工大学;2007年
15 蔡雪卿;改性铅基钙钛矿微波介质陶瓷的研究[D];华中科技大学;2004年
16 毕雪;大介电常数非均质地层中阵列感应测井响应特征的研究[D];吉林大学;2011年
17 杨秀玲;MgTiO_3-CaTiO_3基微波介质陶瓷材料介电性能研究[D];西华大学;2009年
18 余燕飞;钛酸钡/环氧树脂复合材料的制备及其介电性能的研究[D];北京化工大学;2007年
19 陈天凯;ZnO-Ni_2O_3-TiO_2-Nb_2O_5与BaO-TiO_2-Nb_2O_5系微波介质瓷的制备与性能研究[D];天津大学;2014年
20 李化凯;钛酸锌锂基微波介质陶瓷的制备和性能研究[D];华中科技大学;2011年
中国重要报纸全文数据库 前3条
1 刘霞;介电常数更高新式氧化铪研制成功[N];科技日报;2012年
2 ;共烧材料匹配:LTCC研发关注点[N];中国电子报;2006年
3 本报记者 刘青玥 通讯员 刘伏玻;一块微波介质陶瓷平板的诞生[N];常德日报;2019年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978