论文部分内容阅读
微波介质陶瓷是移动通讯技术中不可或缺的材料之一。Li2O-TiO2-MgO(LTM)陶瓷是微波介质陶瓷体系重要成员,该材料具有优异的微波介电性能,但是部分LTM陶瓷因其烧结温度高、烧结温度范围窄或不稳定的介电常数限制了其在微波元器件上的应用。本文通过改变材料组分、添加烧结助剂及原料处理等方法获得了一批性能更优良的LTM微波介质陶瓷。除此之外,还研究了2Li2O-AO-3WO3(A=Mg,Zn)陶瓷的微波介电性能。研究结果如下: (1)通过固相反应法制备了Mg1-xLi2xTixO1+2x(1/5≤x≤1/2)陶瓷。对陶瓷的烧结行为、表面形貌以及微波介电性能进行了研究。XRD表明MgO与Li2TiO3形成了具有盐岩结构的Mg1-xLi2xTixO1+2x固溶体。随着x值的增加,晶格常数减小,Q×f值及体积密度先增加后减小。Li2Mg3TiO6陶瓷呈现出了优良的微波介电性能:Q×f=110,703GHz,εr=13.6,τf=-35.1ppm/℃。 (2)通过固相反应法制备了Li2O-3MgO-mTiO2(1≤m≤6)陶瓷。利用XRD、EDS以及SEM等技术分析了样品的物相组成和晶体结构。随着m值的增加,陶瓷的最佳烧结温度从1275℃下降到1050℃。当m=5时,Li2O-3MgO-5TiO2陶瓷在一个相对较低的温度(1050℃)下得到了优良的性能:Q×f=71,726GHz,εr=21.9,τf=-20.9ppm/℃。 (3)研究了BaCu(B2O5)(BCB)添加对Li4/5Mg4/5Ti7/5O4(LMT)陶瓷烧结温度及微波介电性能的影响。结果表明0.97LMT-0.03BCB在烧结温度为900℃时表现出了优良的性能:?r=20.9,Q×f=42,104GHz,τf=?24.0ppm/℃。利用TiO2来调节0.97LMT-0.03BCB的τf值,0.85(0.97LMT-0.03BCB)-0.15TiO2陶瓷在烧结温度为875℃表现出了优良的性能:Q×f=37,700GHz,?r=23.1,τf=-5.9ppm/℃,更为重要的是,该材料与Ag具有很好的化学兼容性。 (4)对比了原料处理及原料不处理后制备的Li2MgTiO4陶瓷的微波介电性能。处理过的原料制备的Li2MgTiO4陶瓷在很宽的烧结温度范围内(1125~1275℃)都表现出了优良的性能:适中的?r(15.8~16.2),高的Q×f值(80,805~90,902GHz),以及负的τf(-30~-24.5ppm/℃);未处理过的原料制备的Li2MgTiO4陶瓷只在较窄的温度范围内表现出了良好的性能。 (5)研究了2Li2O-AO-3WO3(A=Mg,Zn)陶瓷的物相组成和微波介电性能。其体积密度、Q×f及?r随着烧结温度的增加而表现出先增加后降低的变化趋势。2Li2O-MgO-3WO3(A=Mg,Zn)陶瓷分别在700℃及675℃展示了良好的微波介电性能。除此之外,2Li2O-AO-3WO3(A=Mg,Zn)陶瓷与Ag有很好的化学兼容性。