低温烧结微波介质陶瓷的制备、结构与性能研究-材料物理与化学专业论文.docxVIP

万方数据 万方数据 研究生学位论文独创性声明和版权使用授权书 独创性声明 本人声明:所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。 据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含他人已经发表或撰写 过的研究成果，也不包含为获得其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。对论文的 完成提供过帮助的有关人员己在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者(签字): L Z在 签字日期. .. I 哈.Ji.. 6) f J? 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解(学校)有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国 家有关部门或机构送交论文的印刷本和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权(学 校)可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印 或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论 文收录到《中国学位论文全文数据库)) ，并通过网络向社会公众提供信息服务。(必威体育官网网址的 学位论文在解密后适用本授权书) 本论文是否必威体育官网网址: 是 》 如需必威体育官网网址，必威体育官网网址期限为: 学位论文作者签名: 五存 签字日期 :如I年 6月? 日 叫宇:司阳 签字阳山中 i月?日 万方数据 万方数据 摘 要 微波介质陶瓷是近年来发展起来的一种新型功能陶瓷材料。随着无线通讯设备向小 型化、集成化方向发展，对微波介质陶瓷材料提出了更高要求。LTCC（低温共烧陶瓷） 技术为微波介质陶瓷材料的集成化和模块化指出了新的有效途径。本文通过传统的固相 反 应 法 制 备 了 新 型 系 列 Li 基 微 波 介 质 陶 瓷 ， (1-x)Li2ZnTi3O8-xTiO2(0.05≤x≤0.4), (1-x)Li3NbO4-xCaTiO3(0.1≤x≤0.3), Li1+2xMg4-xV3O12(-0.2≤x≤0.1)以及Na2BiMg2V3O12，并对 其结构与性能的关系进行了初步探讨。 （1）通过加入一定量的 TiO2 可将 Li2ZnTi3O8 陶瓷的 τf 调节至近零。XRD 分析结果 表明样品中同时存在四方金红石相 TiO2 和立方 Li2ZnTi3O8 相，金红石相 TiO2 的量随 x 值的增加而增加。微波性能测试结果表明，随 x 值的增加，陶瓷的介电性能得到优化。 当 x=0.1, 0.9Li2ZnTi3O8-0.1TiO2 陶瓷的微波介电性能为：εr=26.06，Q×f=44542GHz， τf=-1.0ppm/°C。表明 0.9Li2ZnTi3O8-0.1 TiO2 陶瓷可以作为微波介质谐振器的备选材料。 （2）通过加入一定量的 CaTiO3 可以将 Li3NbO4 陶瓷的 τf 调节至近零。XRD 分析结 果表明样品中同时存在 Li3NbO4 和 CaTiO3 相，CaTiO3 相的量随 x 值的增加而增加。微 波性能测试结果表明，随 x 值的增加，陶瓷的介电性能同样得到提高。当 x=0.15， 0.85Li3NbO4–0.15CaTiO3 的微波介电性能为：εr= 21.86，Q × f=24906GHz，τf=5.57ppm/°C。 结果表明 0.85Li3NbO4–0.15CaTiO3 陶瓷同样是一种微波介质谐振器的良好材料。 （3）成功制备了系列新型低烧微波介质陶瓷 Li1+2xMg4-xV3O12 (-0.2≤x≤0.1)，通过 XRD、SEM 以及微波介电仪测试研究了该陶瓷的相结构、烧结特性及微波介电性能。 当 x 由-0.2 增至 0.1 时，陶瓷的最佳烧结温度由 880 oC 降至 700oC， Q×f 由 21000 GHz 增加至 33200 GHz。当 x 为-0.1 时，760℃下烧结而成的 Li1.2Mg3.9V3O12 具有最佳微波介 电性能：εr 为 12.1, Q×f 为 21800GHz,τf 为 1.8ppm/oC。 （4）成功制备了新型低烧微波介质陶瓷 Na2BiMg2V3O12，通过 XRD 可发现其具有 立方石榴石结构，类似于 Ca2BiLi2V3O12 (JCPDS file No.00-048-0290)。该陶瓷在 660 oC 下烧结 4h 后展现了较为良好的微波介电性能：εr=23.2, Q×f=3680 GHz, τf =8.2ppm/ oC。 此结果预示 Na2BiMg2V3O12 陶瓷可应用于无线通讯。 关键词：微波介质陶瓷，尖晶石, 锂基陶瓷，钒基石榴石 I Ab Abstract Microwave dielectric ceramics is a new type of functional ceramic materials developed in recent years. With