论文部分内容阅读
铋层状化合物Ca2Bi4Ti5O18陶瓷在1MHz下具有高的介电常数和低的介质损耗,具备成为高介电常数微波介质瓷的基本条件。本文通过传统固相合成方法制备了CayBiy+2Ti2y+1O6y+6(y=1、1.5、2和2.5)陶瓷。并通过体积密度、XRD、SEM以及网络分析仪等测试手段,探讨了掺杂改性以及工艺优化对其微观结构、1MHz下介电性能和微波条件下介电性能的影响。本文研究了Sr2+离子掺杂、预合成温度、二次球磨时间和烧结制度等制备工艺的改变对Ca2Bi4Ti5O18陶瓷微观结构和介电性能的影响。经过工艺优化的Ca2Bi4Ti5O18陶瓷在较低的烧结温度(1175°C)下表现出较好的微波特性:εr=170,Q×f=868GHz(4.7GHz)。Sr2+离子掺杂Ca2-xSrxBi4Ti5O18(x=0、0.2、0.4和0.6)陶瓷时:随着Sr2+离子掺杂量的增加陶瓷式样的介电常数εr从170增加到202但是品质因数Q×f值则从868GHz下降到428GHz。当x=0.2时,Ca1.8Sr0.2Bi4Ti5O18的微波介电性能为:εr=180,Q×f=769GHz(4.7GHz),τf=+366ppm/°C。本文还研究了不同层数的铋层状CayBiy+2Ti2y+1O6y+6(y=1、y=1.5和y=2)陶瓷的结构和介电性能。对数据分析后可知,陶瓷试样的烧结温度、在1MHz下的介电常数和介质损耗都具有随着层数的增大而增大的趋势。因此,在1MHz下,和五层Ca2Bi4Ti5O18陶瓷相比,三层的CaBi3Ti3O12陶瓷具有更低的烧结温度和更小的介质损耗。950°C烧结的CaBi3Ti3O12陶瓷试样在3.38GHz下测得的介电性能:εr=151,Q×f=370GHz,其品质因数Q×f值明显要低于五层的Ca2Bi4Ti5O18陶瓷式样。就介质损耗的比较可知,在1MHz和微波条件下测得的三层和五层的钛酸铋钙的介质损耗所呈现的变化规律是不一致。总之,三层CaBi3Ti3O12陶瓷具有的低的烧结温度(950°C)和高的微波介电常数(εr=151)等优点,但是其品质因数偏低(Q×f=370GHz),要是能进一步改善其品质因数将会具很强的实用性和经济价值。