收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

改性CaTiO_3基微波介质陶瓷结构与介电性能的研究

王浩  
【摘要】:微波介质陶瓷作为微波谐振器和微波滤波器的关键材料,在微波通讯技术中有着广泛的用途。本文在电介质理论的指导下,从材料组成、制备工艺、材料内部晶体微观结构与微波介电性能的角度出发,进行了CaTiO_3基改性微波介质陶瓷的制备、微观结构与介电性能间相互关系的研究。论文系统地研究了A位置换、B位置换、A、B协同置换对CaTiO_3基改性陶瓷微观结构与微波介电性能的影响。论文的主要内容包括: 首先,利用CaTiO_3陶瓷具有高介电常数(170)和正频率温度系数(+800ppm/℃)以及Ca(Mg_(1/3)Nb_(2/3)O_3陶瓷具有高Q值(58000GHz)和负频率温度系数(-248ppm/℃)的特点,以(1-x)CaTiO_3-xCa(Mg_(1/3)Nb_(2/3)O_3固溶体的形式将两者复合,研究了固溶体组成结构以及微波介电特性。实验结果表明:当组分为x=0.6时,固溶体CMNT具有良好介电性能:相对介电常数ε_r=49.54,品质因子Qf值=28,900GHz(在6.7GHz下),频率温度系数τ_f=-22ppm/℃。 在此基础上,通过A位和B位离子置换以及A、B位协同置换的方法,对CMNT(x=0.6时)陶瓷固溶体进行了改性研究,以进一步改善微波介电性。实验结果表明:不同半径和电价的离子(La~(3+)、Nb~(3+)、Sr~(2+)A位置换对CMNT陶瓷的微观结构与介电性能影响各不相同。对比各离子的改性结果发现,La~(3+)置换有利于CMNT陶瓷微波介电性能的改善。CLMNT陶瓷随着La~(3+)置换量的增加,ε_r由49.54下降至34,Qf值由28900GHz上升至31400GHz(在6.7GHz下),τ_f由原来的-22ppm/℃变至-9ppm/℃。 还研究了Ba过量置换CMNT陶瓷材料的内部相组成结构与微波介电性能的关系。实验发现:(Ca_(1-x)Ba_x)[(Mg_(1/3)Nb_(2/3))_(0.6)Ti_(0.4)]O_3系陶瓷微波介电性能的变化与Ba~(2+)在材料内部的分布状态密切相关。当X=0.85时,单相钙钛矿固溶体(Ca_(0.15)Ba_(0.85))[(Mg_(1/3)Nb_(2/3))_(0.6)Ti_(0.4)]O_3微波介电性能为:ε_r=31,Qf值最高可达到44000GHz(8.5GHz下),τ_f=10.81ppm/℃。 研究了不同半径和电价的离子(Ta~(5+)、Sn~(4+)、Zr~(4+))B位置换对CMNT陶瓷的微观结构与介电性能的影响。B位Ta~(5+)、Sn~(4+)、Zr~(4+)置换在改性范围内均形成了单一钙钛矿结构,Ta~(5+)由于与被置换离子半径相近,对CMNT陶瓷内部氧八面体的结构影响不大:由于Sn~(4+)、Zr~(4+)与被置换离子半径相差较大,对CMNT陶瓷内部氧八面体的结构有较大影响。通过微波介电性能分 武汉理工大学博士学位论文 析,随着Tas+含量的增加,Tas+置换改性cMNTT陶瓷的£;由49.54变至 43.38,Qf值由原来的28900GHz上升至35600GHz(在8.6 GHz下),丫,由 原来的一22pp耐℃变至一1 .46pp耐℃。 在A、B位离子置换的实验基础上,研究了A位(L a3+)、B位(Tas十) 协同置换改性陶瓷的微观结构与介电性能间的相互关系。确定了A位(L a3+)、 B位(Tas十)改性CLMNTT陶瓷最佳组成,所得到的微波介电性能为:介 电常数。r二36,Qf值== 3sosoGHz(在7.SGHz下),T,‘9.58pp耐℃。 在实验研究和相关理论的基础上,对CaTi仇基复合微波介质陶瓷的改 性机理与影响其微波介电性能的各种因素作了初步的探讨: La3+置换改性caTi03基陶瓷中内部微观结构变化造成离子位移极化减 弱,使得改性陶瓷的介电常数降低。Tas+置换有效地提高了caTio3基改性 陶瓷体系中的单位质量,增大了离子间相互作用力与体系的离子间恢复力系 数,大大降低了陶瓷的微波介电损耗,提高改性陶瓷的Qf值。谐振频率温 度系数的变化规律取决于氧八面体的畸变程度。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 石锋;;B位四价Sn~(4+),Zr~(4+)取代对Ba(Zn_(1/3)Nb_(2/3))O_3系统微观结构的影响[J];人工晶体学报;2009年04期
2 许杰;高峰;;锌硼硅-氧化铝微晶玻璃的制备及性能[J];硅酸盐学报;2009年03期
3 宋玉强,李世春;铜与锰金属粉末的烧结特性[J];石油大学学报(自然科学版);2001年05期
4 胡洵璞;刘敏媛;;高品位巴西铁精矿粉在烧结生产中的应用研究[J];钢铁研究;2010年02期
5 兰泽全,曹欣玉,徐景德,周俊虎,刘建忠,岑可法;黑液水煤浆灰渣烧结特性的研究[J];煤炭学报;2005年04期
6 陈国华;刘心宇;;低温烧结玻璃/陶瓷复合材料的微结构及性能[J];硅酸盐学报;2006年08期
7 周焕福,黄金亮,王茹玉,李谦,黄清伟;Bi_4Ti_3O_(12)掺杂对(Bi_(1.5)Zn_(0.5))(Zn_(0.5)Nb_(1.5))O_7陶瓷结构与介电性能的影响[J];功能材料;2005年08期
8 贾利军;张怀武;刘颖力;钟智勇;石玉;;Nb_2O_5掺杂Co_2Z六角铁氧体的烧结行为和电磁特性(英文)[J];硅酸盐学报;2006年04期
9 田玉明;徐明霞;葛志平;赵今伟;;微波干燥对共沉淀法制备纳米ZrO_2(Y_2O_3)粉体特性的影响[J];天津大学学报;2006年S1期
10 许昕睿,庄汉锐,徐素英,李文兰,邬凤英;添加Y_2O_3-Dy_2O_3的AlN陶瓷的烧结特性及显微结构[J];无机材料学报;1999年06期
11 李瑞勇;李晓杰;曲艳东;陈涛;谢兴华;王占磊;;纳米α-Al_2O_3的爆轰合成实验及烧结特性研究[J];功能材料与器件学报;2006年03期
12 何艳玲;宋玉强;李世春;;镍和锡金属粉末烧结特性的研究[J];中国石油大学学报(自然科学版);2006年04期
13 江涌;祁宏颖;黄振坤;;含低α相氮化硅粉料的烧结特性[J];佛山陶瓷;2008年12期
14 尹洪基;耿可明;王金相;;氧化钛对氧化铬材料烧结特性的影响[J];硅酸盐学报;2009年12期
15 何英;周和平;黄兆龙;王寒风;翟凤瑞;郭俊明;;低温燃烧合成堇青石粉及其性能研究[J];稀有金属材料与工程;2009年S2期
16 李东春,田永君,陈世镇,于栋利,何巨龙;合金元素铜和镍对铸铁短纤维烧结特性的影响[J];粉末冶金技术;1992年03期
17 严泉才;ZTA陶瓷粉体的水热合成及其烧结特性[J];现代技术陶瓷;1994年04期
18 俞海淼;曹欣玉;张鹤声;岑可法;;若干典型煤灰样烧结熔融特性研究[J];同济大学学报(自然科学版);2008年05期
19 王河山;尚建宇;张莉娜;宋春常;;钙基脱硫剂团聚体结构烧结特性的研究[J];华东电力;2008年07期
20 方琴;张崇才;章雪;李大林;赵志伟;;粉体粒度对钨钴钛硬质合金烧结特性的影响[J];西华大学学报(自然科学版);2009年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 许昕睿;庄汉锐;徐素英;李文兰;;添加Sm_2O_3的AlN陶瓷的烧结特性及导热性能[A];2000年材料科学与工程新进展(上)——2000年中国材料研讨会论文集[C];2000年
2 范建军;蔡湄夏;;酸性和高碱度烧结矿合理搭配的高炉炉料结构研究[A];第七届(2009)中国钢铁年会论文集(上)[C];2009年
3 李小钢;沈茂森;;印、澳粉矿烧结特性对比研究[A];2004年全国炼铁生产技术暨炼铁年会文集[C];2004年
4 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
5 郭兴忠;杨辉;王建武;;SiC/YAG复合粉体的烧结特性与力学性能[A];全国第三届溶胶—凝胶科学技术学术会议论文摘要集[C];2004年
6 谢皓;白晨光;邱贵宝;吕学伟;胡途;梁栋;;菲律宾红土矿烧结实验研究[A];2008年全国冶金物理化学学术会议专辑(上册)[C];2008年
7 吕学伟;白晨光;邱贵宝;欧阳奇;;烧结配料优化研究[A];2006年全国炼铁生产技术会议暨炼铁年会文集[C];2006年
8 黄春成;;生料浆烘干与烧结特性的试验研究[A];河南省冶金行业低碳冶金与节能减排学术研讨会论文集[C];2011年
9 许春来;薛昊;周和平;胡琳;;掺杂CaTiO_3对BSTO铁电陶瓷材料微观结构和介电性能的影响[A];中国硅酸盐学会2003年学术年会论文摘要集[C];2003年
10 陈国华;唐林江;;CBS玻璃/堇青石陶瓷复合材料制备与性能[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
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王浩;改性CaTiO_3基微波介质陶瓷结构与介电性能的研究[D];武汉理工大学;2004年
2 方舟;纳米Ni/微米TiB_2包覆颗粒的Hybridization制备与烧结特性[D];武汉理工大学;2006年
3 李诗媛;高浓度有机废液在流化床中焚烧处理研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
4 王志强;HA-玻璃-α-Al_2O_3梯度复合生物材料的研究[D];大连理工大学;2008年
5 黄国华;聚合物前驱体法合成CaTiO_3基微波介质陶瓷的研究[D];华中科技大学;2004年
6 陈传敏;O_2/CO_2气氛下钙基脱硫剂脱硫机理研究[D];东南大学;2005年
7 李颖;碱金属与碱土金属钛酸盐的制备及性能研究[D];南开大学;2009年
8 谭淑媛;几种稀土发光材料的合成及发光性质的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 邹佳丽;新型ZnO-SiO_2低介高频微波介质陶瓷研究[D];浙江大学;2007年
10 王卫民;Mn-Co-Ni-O基NTC热敏半导体陶瓷的低温烧结与电性能研究[D];西北工业大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郭智;红色长余辉材料的制备和性能研究[D];河北大学;2004年
2 李治霞;红色长余辉发光材料CaTiO_3: Pr~(3+)的制备和余辉性能改进及其特性研究[D];重庆大学;2004年
3 王海涛;典型进口铁矿石烧结特性研究[D];中南大学;2005年
4 徐国辉;含铝添加剂对红柱石莫来石化的影响[D];西安建筑科技大学;2009年
5 王雪;复合镍电极活性材料化学镀镍及其影响研究[D];西安理工大学;2007年
6 陈兴宇;硼硅铅玻璃/氧化铝的烧结特性与性能研究[D];国防科学技术大学;2008年
7 李志;黑液水煤浆沾污结渣烧结特性及工业炉燃烧试验研究[D];浙江大学;2005年
8 唐锦锋;稀土镨掺杂的CaTiO_3,La_2O_3发光材料的制备与表征[D];上海师范大学;2006年
9 余大江;Mo/Al_2O_3复合材料的制备及耐磨耐腐蚀性研究[D];山东大学;2009年
10 黄万群;溶胶—凝胶法制备CaTiO_3:Zn纳米微波介质陶瓷[D];浙江大学;2012年
中国知网广告投放
 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