氧化铝陶瓷的制备及掺杂对其微波介电性能影响的研究

来源 :华东理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lynxmao
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,无线传真、手机、全球定位系统(GPS)、军事雷达系统、智能交通系统(ITS)和直播卫星(DBS)等无线通信技术飞速发展,从而带动了谐振器、滤波器和振荡器等微波元器件对介电陶瓷的需求。对于毫米波的超高频率和基板应用,需要超高品质因数Q和低介电常数的陶瓷。氧化铝是这类陶瓷的典型代表。本论文以Al2O3陶瓷为研究对象,以MgO、Ta2O5、Sb2O5、Eu2O3、CaTiO3为掺杂助剂,制备了普通和透明Al2O3陶瓷,并对其烧结性能、显微结构和微波介电等性能进行系统研究。  首先,采用高纯α-Al2O3粉为原料,利用湿化学法添加掺杂助剂MgO和Ta2O5,制备了透明和普通氧化铝陶瓷。研究表明:Ta2O5单掺和MgO/Ta2O5共掺对透明氧化铝陶瓷的密度和微波介电常数无明显影响,密度均接近理论密度,介电常数在10.0左右波动,但两种掺杂方式均会对Q×f值产生不利影响。而适量的单掺和共掺有利于普通氧化铝陶瓷的致密化和Q×f值的提高,并且共掺的效果相对优于单掺,500 ppm MgO/1000 ppmTa2O5掺杂的普通氧化铝样品,其微波介电损耗为4.45×10-5,Q×f值为209,855 GHz。  其次,利用湿化学法制备了Sb2O5单掺和MgO/Sb2O5共掺的普通氧化铝陶瓷。研究表明:Sb2O5的掺入阻碍了Al2O3陶瓷的致密化,随着Sb2O5掺杂量的增多,单掺及共掺样品的密度及介电常数不断下降。两种掺杂方式对样品Q×f值的影响差别较大。单掺会损害材料的Q×f值,而适量的共掺可以提高样品的Q×f值。500 ppm MgO/1000 ppm Sb2O5掺杂的样品,其微波介电损耗为4.95×10-5,Q×f值为197,788 GHz。  接着,利用湿化学法制备MgO/Eu2O3共掺的普通氧化铝陶瓷。结果表明:合适的MgO/Eu2O3共掺量有助于Al2O3的致密化和晶粒生长。在介电性能方面,MgO/Eu2O3共掺对Al2O3陶瓷的介电常数没有明显的影响,但对介电损耗的影响显著。随着Eu2O3含量的增加,Al2O3陶瓷的Q×f值会呈现先增加后下降的变化趋势。0.05 wt%MgO/0.10wt%Eu2O3共掺的样品在1590℃下保温4h获得的微波介电性能最佳,εr~9.82,Q×f~225,225 GHz。  最后,采用固相法制备了氧化铝陶瓷。CaTiO3可以使Al2O3的烧结温度降低至1450℃,但在该温度下烧结的样品由于CaTiO3的加入会产生CaAl12O19第二相。1450℃下掺杂2.5 wt%CaTiO3的氧化铝陶瓷具有较好的烧结性能,体积密度可达到3.90 g/cm3,但微波介电性能严重恶化,其Q×f值仅为8061GHz。
其他文献
磁悬浮轴承是一种利用通电线圈产生电磁力使转子悬浮,从而实现与定子无接触的一种长寿命,低损耗,无摩擦,无需润滑的高性能非接触式轴承。由于其独特的优势,磁轴承的应用被拓展至航
该文采用焊接热模拟技术和电子显微分析技术研究了X70、X80级别高性能管线钢在不同焊接热过程中的组织、韧性特征和脆化倾向.试验结果表明,在这类管线钢的HAZ中存在两个局部
我国虽然是水果生产大国,但与欧美国家相比,水果产品存在出口难和价格低等现实问题,问题出现的根源在于水果品质较差。影响水果品质的主要原因:一个是生长环境,另一个是套袋技术。
连续带状锌阳极广泛应用于埋地管道等环境中,除了要求有足够的电化学性能外,还要保证有良好的机械性能,特别是脆性转变温度要低.为改善牺牲锌阳极带的组织性能,该文首先分析
作为导弹天线窗材料,力学性能和介电性能是不可或缺的两方面,该文根据大型导弹天线罩材料的使用要求,围绕提高BN/SiO复合材料力学性能和介电性能,对制备工艺进行了研究.设计
该文以Al-Si合金熔体的微观结构为研究对象,在原子层次上分析与探讨了熔体结构中Si原子集团随温度,外加元素等条件下的演变行为.用θ-θ高温X-射线衍射仪分析了纯Al液、含固
请下载后查看,本文暂不支持在线获取查看简介。 Please download to view, this article does not support online access to view profile.
期刊
近年来,对铁电材料的研究取得了不少进展。它作为电容器介质材料、压电材料和热释电材料,早已得到了广泛的应用,确定了不可替代的地位。以铁电存储器等实际应用为目标的研究工作
该文主要研究了压电陶瓷纳米粉的化学法合成工艺,选择醋酸钡、醋酸铅、钛酸四丁酯(乙酚丙酮改性)为主要反应原料,探讨了采用水热法和溶胶-水热法低温合成压电陶瓷钛酸钡、钛
  本文在研究国内外天花吊顶发展水平的前提下,针对我国目前天花吊顶研究的现状,阐述了开展天花吊顶的合理设计研究工作的必要性和重要性。  应用力学知识和有关装饰装修规