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低温共烧ZnNb_2O_6基微波介质陶瓷的制备与研究

作　者: 郑振中
导　师: 甘国友
学　校: 昆明理工大学
专　业: 材料物理与化学
关键词: 微波介质陶瓷 ZnNb2O6 低温烧结 烧结助剂
分类号: TQ174.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


ZnNb2O6微波介质陶瓷是近年来开发的新型微波介质陶瓷,该体系具有介电常数适中、品质因素(Qxf)高、频率温度系数可调等特点,但由于烧结温度较高(1200℃),不能满足与Ag或Cu低温共烧。因此,对该体系改性和低温烧结的研究是很有必要的。本文在回顾了低温烧结微波介质陶瓷发展现状的基础上,结合作者在开发微波介质陶瓷方面的研究,对ZnNb2O6微波介质陶瓷体系进行掺杂和引入烧结助剂等研究,实现ZnNb2O6体系的低温烧结,满足Ag或Cu共烧。本文以ZnNb2O6微波介质陶瓷为研究对象,采用传统的固相反应法制备试样,并用XRD、SEM、微波介电性能测试等分析方法,系统研究了各种烧结助剂对ZnNb2O6微波介质陶瓷烧结性能、晶相组成、显微结构及微波介电性能的影响。掺杂B2O3的ZnNb2O6陶瓷的微波介电性能较好,频率温度系数得到改善,没有出现第二相,添加1wt%B2O3在1050℃烧结4h的ZnNb2O6陶瓷得到较佳的微波介电性能：εr=24.1,Qxf=19502GHz,τf=-52.19ppm/℃。掺杂CuO的ZnNb2O6陶瓷除了铌铁矿结构的单相外,还出现第二相Zn3Nb2O8及少量的Cu0.5Zn0.5Nb2O6加入CuO后品质因素得到恶化,频率温度系数得到改善,添加1wt%CuO在1050℃烧结4h的ZnNb2O6陶瓷得到较佳的微波介电性能：εr=23.87,Qxf=17750GHz,τf=-54.38ppm/℃。掺杂低软化点的ZBS玻璃料能有效的将ZnNb2O6陶瓷的烧结温度从1200℃降低至950℃,降温效果优于B2O3、CuO。添加1wt%ZBS玻璃料在950℃烧结4h的ZnNb2O6陶瓷具有较佳的微波介电性能：εr=23.56,Qxf=19681GHz,τf=-58.54ppm/℃。添加3wt%BCB在875℃烧结4h的ZnNb206陶瓷具有较佳的微波介电性能：εr=23.4,Qxf=13230GHz,τf=-78.41ppm/℃,与Ag电极共烧后的线扫描结果表明：未发生明显的银扩散现象,说明该材料与Ag电极化学兼容性良好,可作为一种新型的LTCC微波介质陶瓷用于制作多层片式微波元器件中。

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 硅酸盐工业 > 陶瓷工业 > 基础理论
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