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低温烧结（Zn，Mg）TiO_3微波陶瓷的研究

作　者: 赵麒植
导　师: 张树人
学　校: 电子科技大学
专　业: 材料科学与工程
关键词: (Zn,Mg)TiO3 微波介质陶瓷低温烧结
分类号: TQ174.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

随着微波技术的不断发展及其应用领域的不断扩大,对微波器件的要求向高性能、高品质和小型化的方向展开。以低温共烧陶瓷(Low Temperature Co-fired Ceramics,简称LTCC)技术为基础的多层结构设计可以有效减少器件体积,是实现器件小型化、集成化以、高可靠性和低成本方向发展的重要途径。低温共烧技术的核心之一是研制与高电导率Ag或者Cu电极浆料共烧的微波介质陶瓷材料。本论文采用传统的固相合成法,对不同Zn、Mg、Ti比例的(Zn,Mg)TiO3微波介电陶瓷基料,以及其降烧和掺杂改性进行了研究。从介电常数温度系数τε出发,通过对不同Zn、Mg、Ti比例的(Zn,Mg)TiO3基料的实验结果分析,获得了在900℃预烧温度下τε=0的Zn1.06Mg0.12TiO3。BiVO4、H3BO3、BCB2复合助烧剂可以降低(Zn1.06Mg0.12)TiO3陶瓷的烧结温度,促进晶粒生长和致密;适当的二次球磨时间可以促进晶粒的活性,有助于降低烧结温度和提高性能。添加比例为1wt%BiVO4、3wt%H3BO3、1.5wt%BCB2,二次球磨时间为9h时,(Zn1.06Mg0.12)TiO3陶瓷可以在950℃烧结成瓷,其介电性能如下:εr=25,Q×f=12391(8GHz),τε=140×10-6/℃。CaTiO3可以改善低烧(Zn1.06Mg0.12)TiO3陶瓷的εr,CaTiO3的含量和εr呈一个线性变化趋势。在掺杂比例为1wt%BiVO4、3wt%H3BO3、1.5wt%BCB2的助烧剂的同时,再掺入10wt%的CaTiO3,使(Zn1.06Mg0.12)TiO3可以在950℃烧结成瓷,其介电性能如下:εr=25,Q×f=10391(8GHz),τε=-6×10-6/℃。BaLiBSi不但可以改善(Zn1.13Mg0.048)Ti1.29O3陶瓷的温度系数,更能作为助烧剂降低(Zn1.13Mg0.048)Ti1.29O3陶瓷的烧结温度至900℃。当掺杂比例为1wt%BiVO4、3wt%H3BO3、1.5wt%BCB2、1.2wt%的BaLiBSi时,(Zn1.13Mg0.048)Ti1.29O3陶瓷可以在900℃烧结成瓷,其介电性能如下:εr=24.8,Q×f=10898(8GHz),τε=17×10-6/℃。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章引言  8-25
  1.1 微波介质陶瓷的概念及研究意义  8-9
  1.2 微波介质陶瓷的介电特性及其测试  9-16
    1.2.1 微波介质陶瓷的介电特性  10-13
    1.2.2 微波介质陶瓷介电性能的测试  13-16
  1.3 微波介质陶瓷的发展历史及研究现状  16-18
  1.4 微波介质陶瓷的应用  18-20
  1.5 低温烧结微波介质陶瓷研究现状  20
  1.6 低温烧结ZnO-TiO_2 微波介质陶瓷  20-24
  1.7 本论文研究内容与意义  24-25
第二章实验  25-29
  2.1 实验原料及设备  25-26
  2.2 实验工艺过程  26-27
  2.3 性能参数测试  27-29
第三章 (Zn,Mg)TiO_3系陶瓷基料研究  29-40
  3.1 前言  29-30
  3.2 (Zn_(0.65)Mg_(0.35))TiO_3 的研究  30-32
    3.2.1 实验样品的制备  30
    3.2.2 (Zn_(0.65)Mg_(0.35))TiO_3 的研究  30-32
  3.3 (Zn,Mg)TiO_3 系微波陶瓷基料的研究  32-34
  3.4 预烧对(Zn,Mg)TiO_3 系微波陶瓷基料的影响  34-38
  3.5 本章小结  38-40
第四章 (Zn,Mg)TiO_3陶瓷的掺杂研究  40-50
  4.1 前言  40
  4.2 实验样品的制备  40
  4.3 低温烧结(Zn_(1.06)Mg_(0.12))TiO_3 陶瓷的研究  40-46
    4.3.1 烧结特性分析  42
    4.3.2 微观结构与相组成  42-44
    4.3.3 介电性能分析  44-46
  4.4 二次球磨时间对(Zn_(1.06)Mg_(0.12))TiO_3 陶瓷影响的研究  46-48
  4.5 本章小结  48-50
第五章 (Zn,Mg)TiO_3陶瓷温度系数的调整  50-59
  5.1 前言  50
  5.2 实验样品的制备  50
  5.3 掺杂CaTiO_3 对(Zn_(1.06)Mg_(0.12))TiO_3 陶瓷性能的研究  50-53
    5.3.1 相组成与微观分析  51-52
    5.3.2 介电特性分析  52-53
  5.4 掺杂BaLiBSi 对(Zn_(1.13)Mg_(0.048))Ti_(1.29)O_3 陶瓷性能的研究  53-57
    5.4.1 相组成与微观分析  54-56
    5.4.2 介电特性分析  56-57
  5.5 本章小结  57-59
第六章结论  59-61
致谢  61-62
参考文献  62-65
攻硕期间取得的研究成果  65-66

低温烧结（Zn，Mg）TiO_3微波陶瓷的研究

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