论文部分内容阅读
Ba(Mg1/3Nb2/3)O3微波介质陶瓷是重要的微波介质材料,但是较高的谐振频率温度系数(32 ppm/?C)和较低的品质因数,制约了该类陶瓷的应用和发展。本文在研究相关文献后,通过A位离子取代和具有负谐振频率温度系数的第二相添加对 Ba(Mg1/3Nb2/3)O3基陶瓷结构与性能进行调控。 本文研究了Ba(Mg1/3Nb2/3)O3陶瓷的制备工艺,确定了合适的预烧及烧结工艺。经过1300 C预烧2h合成主物相后,在1500 C?保温4h得到了较好的介电性能:εr=32.3;Q×f=41614GHz;τf=31.13ppm/?C。 本文采用Ca2+与稀土离子(Ln3+:Eu3+;Sm3+;La3+;Nd3+)对 Ba(Mg1/3Nb2/3)O3陶瓷进行 A位离子取代,分析A位离子取代对陶瓷物相、微观形貌和介电性能的影响。结果表明:(1) Ca2+取代可以提高B位1:2有序度,降低介电损耗。当Ca2+浓度为0.5 mol%时,1:2有序度最高为53.5,介电性能也达到体系最优值:εr=31.46,Q×f=82802GHz,τf=14.59 ppm/C?。(2) Ln3+( Ln=Eu3+、Sm3+、La3+、Nd3+)取代在较低温度烧结时出现微量BaLn2O4相,随着烧结温度升高,第二相消失。由于电价不平衡,介电性能有所恶化:(a)掺Eu3样品性能εr=32.5,Q×f=39180GHz,τf=25.32 ppm/?C,烧结温度1400?C;(b)掺Sm3+样品性能εr=32.5,Q×f=25578GHz,τf=29.43 ppm/C?,温度温度1500 C?;(c)掺La3+样品性能εr=31.82,Q×f=50592GHz,τf=30 ppm/?C,烧结温度1550 C?;(d)掺Nd3+样品性能εr=32.81,Q×f=30610GHz,τf=34 ppm/C?,烧结温度1450 C?。(3)分析A位取代对样品拉曼振动的影响,发现Ba离子及O离子相关的拉曼振动模式变化较大。Ca离子取代使得A1g(O)峰发生蓝移,且半高宽(FWHM)随1:2有序度变化明显; Ln3+离子取代使得F2g(Ba)峰与A1g(O)峰都发生蓝移。 本文按 Ba(Mg1/3Nb2/3)O3: LaAlO3=4:1化学计量比添加 LaAlO3,形成新的单一物相Ba0.8La0.2[(Mg1/3Nb2/3)0.8Al0.2]O3,1:2有序结构消失。在1500 C?烧结4h时,得到最佳性能为:εr=23.2,Q×f=44164GHz,τf=7.5 ppm/?C。