论文部分内容阅读
随着微波技术的发展,用微波介质陶瓷做成的谐振器、滤波器等在移动通讯、卫星电视、雷达、电子计算机及现代医学等众多领域中有广泛的应用,因此微波介质陶瓷的研究逐渐引起了人们的极大兴趣。本论文的主要目的是探索新型类钙钛矿结构高性能微波介质陶瓷,进行了Ba6-xSrxTiNb4O(18)(x=0~6)系列铌酸盐陶瓷的制备、结构与介电性能研究工作,并研究了B位Sn4+离子取代Ti4+离子对材料结构和介电性能的影响。 首先,采用高温固相反应法合成了Ba6-xSrxTiNb4O18(x=0-6)系列陶瓷。然后进行了烧结性能研究,确定了相应的烧结制度。通过扫描电镜(SEM)、粉晶X射线衍射(XRD)等方法进行了相组成和结构分析,结果表明:该系列化合物均为纯相,属于A6B5O18六方层状类钙钛矿结构;晶胞参数随Sr取代量的增加而减小;获得了Ba6TiNb4O18指标化的X射线粉末衍射数据和精修的晶胞参数:晶胞参数a=5.7730(2)(?),c=42.420(1)(?),V=1224.33(?)3,理论密度6.245 g·cm-3。 其次,对合成的Ba6-xSrxTiNb4O18陶瓷作了低频介电性能和微波介电性能分析。结果显示:随即Sr含量的增加,介电常数(εr)先增加后减小,x=0时εr为43.31,在x=2时,介电常数最大,即Ba4Sr2TiNb4O18的εr为52.35;在x=6时,介电常数最小,εr为31.69。品质因子(Qxf)在3463~11529GHz之间变化,谐振频率温度系数(τf)从64.84 ppm℃-1(x=0)减小到x=4时7.02 ppm℃-1后,又增大到42.63 ppm℃-1(X=6)。 随后,通过B位Sn4+离子取代Ti4+离子制备了Ba6-xSrxSnNb4O18(x=0,3,6)陶瓷,研究了取代对材料结构和性能的影响。研究表明:Sn4+离子取代后合成的三种化合物仍为A6B5O18六方层状类钙钛矿结构,晶胞参数增大;Ba6-xSrxSnNb4O18(x=0,3,6)陶瓷的介电常数减小,“分别为34.57,25.42,21.25,品质因子(Q×f)在5801~17600GHz之间变化,谐振频率温度系数明显降低,分别为0 ppm℃-1、-10.33 ppm℃-1、-23.77 ppm℃-1。最后,简要分析了A位、B位其它元素取代对材料介电性能的影响。