0.65CaTiO 3 -0.35LaAlO 3 基微波介質陶瓷的制備與改性研究
發(fā)布時間：2021-11-21 01:04
為了使微波元器件進一步小型化、高性能化,開發(fā)燒結溫度低,介電性能好的中介高品質因數微波介質陶瓷具有重要意義。0.65CaTiO3-0.35LaAlO3（簡寫為CTLA）基陶瓷是近年來報道的一類介電性能較為優(yōu)異的具有復合鈣鈦礦結構的微波介質陶瓷材料。CTLA陶瓷的微波介電性能為:εr=44,Q×f=30000 GHz,τf=-2×10-6/℃,燒結溫度高于1450℃,其綜合介電性能還需要進一步提升。燒結溫度也需要降低。添加適當的氧化物或玻璃熔塊摻雜以及使用超微超細粉體制備陶瓷是目前改善微波介質陶瓷燒結性能和介電性能最有效的手段。但在改善微波介質陶瓷某一性能的同時,往往會影響其他性能,尤其是降低陶瓷燒結溫度時,陶瓷的品質因數會大幅降低。因此,本文以CTLA陶瓷為研究對象,研究了 Y3+離子摻雜取代對CTLA陶瓷微觀結構和微波介電性能的影響。探討了離子鍵價、氧八面體傾斜及畸變程度、容差因子等晶胞結構參數與微波介電性能之間的影響關系。研究了聚合物前驅體法合成納米CTLA陶瓷粉體的工藝,...
【文章來源】：景德鎮(zhèn)陶瓷大學江西省
【文章頁數】：63 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
微波通信系統(tǒng)的工作頻率[1]
認凳?不崾艿窖醢嗣嫣宓那閾焙突?涑?度影響。傾斜程度一定上可以用容差因子表征。氧八面體傾斜程度降低，則陽離子做非簡諧振動的回復力增強，結構穩(wěn)定性增加，諧振頻率溫度系數向正值移動。鈣鈦礦的氧八面體發(fā)生傾斜的同時往往也伴隨畸變，對于鈣鈦礦結構ABO3的陶瓷，其氧八面體畸變的計算公式如（2-7）所示。隨著氧八面體畸變程度的增加，鈣鈦礦陶瓷諧振頻率溫度系數將向負方向移動[33]。圖2-1為NdNbO4陶瓷A位離子半徑與氧八面體變化關系。氧八面體畸變=~最大距離~O最小距離~平均距離（2-7）圖2-1NdNbO4陶瓷A位離子半徑與氧八面體變化關系Fig.2-1RelationshipbetweenradiusofNdandoxygenoctahedralchange（3）鍵價理論
景德鎮(zhèn)陶瓷大學碩士學位論文3實驗內容123.2實驗工藝流程本實驗所采用的固相合成法制備陶瓷樣品，工藝流程如圖3-1。圖3-1傳統(tǒng)固相法制備工藝流程圖Fig.3-1Schematicillustrationoftheconversionalsolid-statereactionmethodpreparationprocedure具體的工藝說明如下：（1）配料以氧化物和碳酸鹽為原料，按照化學式的計量比，在分析天平中稱量原料。將稱量好的原料裝入尼龍球磨罐中，每個球磨罐稱量30g原料。（2）一次球磨在球磨罐中加入水和球磨子，按原料：水：(鋯球)球磨子=1：2：2的比例混合。使用球磨機球磨，時間為12h，球磨轉速為400r/min。（3）烘干將球磨后的漿料放入干燥箱中烘干，研磨后過80目篩，收集過完篩的粉料。（4）預燒將粉料壓制成直徑Φ20mm左右的大圓片，裝入坩堝中高溫煅燒。經過預先煅燒的陶瓷粉體能初步合成主晶相，有利于燒結時陶瓷晶粒的發(fā)育長大，排出氣孔，減少缺陷，獲得體積密度高的陶瓷。（5）二次球磨將預燒后的大圓片研磨成粉體，過60目篩，收集過完篩的粉體放入球磨罐中，加入水和球磨子，按照按原料：水：(鋯球)球磨子=1：2：2的比例混合，進行第二次球磨，球磨時間設置為8h，轉速為400r/min。（6）造粒二次球磨完的漿料放入烘箱中烘干，研磨過60目篩網，收集過完篩的粉體。加入15wt%濃度為4wt%的聚乙烯醇PVA作為黏結劑，研磨為小顆粒，過80目篩，收集過完篩的顆粒，陳腐24h，均化其水分。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]Zn1–xCax(Ti0.6Zr0.4)Nb2O8陶瓷的微波介電性能[J]. 謝志翔,黃雨佳,李月明,沈宗洋,宋福生,李志科. 硅酸鹽學報. 2019(03)
[2]CuO摻雜對ZnZrNb2O8微波介質陶瓷性能的影響[J]. 洪倩,李月明,謝志翔,沈宗洋,王竹梅,宋福生,洪燕. 硅酸鹽學報. 2017(03)
[3]Zn0.99Cu0.01Al2O4-SrTiO3微波陶瓷介電性能的研究[J]. 謝志翔,洪文海,李月明,王竹梅,沈宗洋,廖潤華. 人工晶體學報. 2015(03)
[4](1-x)CaTiO3-xLaAlO3陶瓷的微波介電性能研究[J]. 趙小玻,高勇,侯立紅,宋濤,王營營,張萍萍,車松蔚,鮑曉蕓. 人工晶體學報. 2014(10)
[5]CaTiO3-LaAlO3微波介質陶瓷的研究進展[J]. 王利青,劉亞云. 硅酸鹽通報. 2014(01)
[6]新型低損耗復合微波介質陶瓷的研究進展[J]. 錢俊. 中國陶瓷. 2013(01)
[7]EDTA絡合溶膠-凝膠法制備Mn-Zn鐵氧體[J]. 席國喜,劉玉民,戚世梅,路邁西. 硅酸鹽通報. 2009(01)
[8]CaTiO3的水熱制備及其晶粒形貌研究[J]. 王榮,馬浩,孟建新. 電子元件與材料. 2008(11)
[9]CaTiO3納米粉體溶膠-凝膠法合成、表征及介電特性[J]. 張啟龍,王煥平,楊輝. 無機化學學報. 2006(09)
[10]微波介質陶瓷材料介電性能間的制約關系[J]. 朱建華,梁飛,汪小紅,呂文中. 電子元件與材料. 2005(03)
博士論文
[1]復合鈣鈦礦微波介質陶瓷的結構與性能[D]. 傅茂森.浙江大學 2009
[2]改性CaTiO3基微波介質陶瓷結構與介電性能的研究[D]. 王浩.武漢理工大學 2004
[3]聚合物前驅體法合成CaTiO3基微波介質陶瓷的研究[D]. 黃國華.華中科技大學 2004
碩士論文
[1]CaTiO3-(Li0.5Sm0.5)TiO3高介微波介質陶瓷的性能研究與低溫燒結[D]. 寧凡凡.湖北大學 2018
[2]腔體濾波器小型化的研究與設計[D]. 吳呈龍.西南交通大學 2017
[3]CTLA基陶瓷的改性及其微波介電性能研究[D]. 竇占明.湖北大學 2016
[4]LaAlO3-SrTiO3微波介質陶瓷的研究[D]. 郭慧鋒.景德鎮(zhèn)陶瓷學院 2015
[5]低介電常數熔融石英微波介質材料的制備[D]. 張文宇.南京航空航天大學 2015
[6]高Q中介CaTiO3-LnAlO3（Ln=Nd、La）系微波介質陶瓷的研究[D]. 葉方平.華中科技大學 2013
[7]Ta2O5和Y2O3摻雜0.9Al2O3-0.1TiO2基微波介質陶瓷的微結構研究[D]. 謝兵.廣西大學 2012
[8]寬頻帶微波隱身材料的吸波性能研究[D]. 張衡.西安電子科技大學 2012
[9]0.95MgTiO3-0.05CaTiO3微波陶瓷介電性能的研究[D]. 王巖.西華大學 2011
[10]單層陶瓷電容器制備技術研究[D]. 吳曉東.電子科技大學 2011
本文編號：3508447
【文章來源】：景德鎮(zhèn)陶瓷大學江西省
【文章頁數】：63 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
微波通信系統(tǒng)的工作頻率[1]
認凳?不崾艿窖醢嗣嫣宓那閾焙突?涑?度影響。傾斜程度一定上可以用容差因子表征。氧八面體傾斜程度降低，則陽離子做非簡諧振動的回復力增強，結構穩(wěn)定性增加，諧振頻率溫度系數向正值移動。鈣鈦礦的氧八面體發(fā)生傾斜的同時往往也伴隨畸變，對于鈣鈦礦結構ABO3的陶瓷，其氧八面體畸變的計算公式如（2-7）所示。隨著氧八面體畸變程度的增加，鈣鈦礦陶瓷諧振頻率溫度系數將向負方向移動[33]。圖2-1為NdNbO4陶瓷A位離子半徑與氧八面體變化關系。氧八面體畸變=~最大距離~O最小距離~平均距離（2-7）圖2-1NdNbO4陶瓷A位離子半徑與氧八面體變化關系Fig.2-1RelationshipbetweenradiusofNdandoxygenoctahedralchange（3）鍵價理論
景德鎮(zhèn)陶瓷大學碩士學位論文3實驗內容123.2實驗工藝流程本實驗所采用的固相合成法制備陶瓷樣品，工藝流程如圖3-1。圖3-1傳統(tǒng)固相法制備工藝流程圖Fig.3-1Schematicillustrationoftheconversionalsolid-statereactionmethodpreparationprocedure具體的工藝說明如下：（1）配料以氧化物和碳酸鹽為原料，按照化學式的計量比，在分析天平中稱量原料。將稱量好的原料裝入尼龍球磨罐中，每個球磨罐稱量30g原料。（2）一次球磨在球磨罐中加入水和球磨子，按原料：水：(鋯球)球磨子=1：2：2的比例混合。使用球磨機球磨，時間為12h，球磨轉速為400r/min。（3）烘干將球磨后的漿料放入干燥箱中烘干，研磨后過80目篩，收集過完篩的粉料。（4）預燒將粉料壓制成直徑Φ20mm左右的大圓片，裝入坩堝中高溫煅燒。經過預先煅燒的陶瓷粉體能初步合成主晶相，有利于燒結時陶瓷晶粒的發(fā)育長大，排出氣孔，減少缺陷，獲得體積密度高的陶瓷。（5）二次球磨將預燒后的大圓片研磨成粉體，過60目篩，收集過完篩的粉體放入球磨罐中，加入水和球磨子，按照按原料：水：(鋯球)球磨子=1：2：2的比例混合，進行第二次球磨，球磨時間設置為8h，轉速為400r/min。（6）造粒二次球磨完的漿料放入烘箱中烘干，研磨過60目篩網，收集過完篩的粉體。加入15wt%濃度為4wt%的聚乙烯醇PVA作為黏結劑，研磨為小顆粒，過80目篩，收集過完篩的顆粒，陳腐24h，均化其水分。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]Zn1–xCax(Ti0.6Zr0.4)Nb2O8陶瓷的微波介電性能[J]. 謝志翔,黃雨佳,李月明,沈宗洋,宋福生,李志科. 硅酸鹽學報. 2019(03)
[2]CuO摻雜對ZnZrNb2O8微波介質陶瓷性能的影響[J]. 洪倩,李月明,謝志翔,沈宗洋,王竹梅,宋福生,洪燕. 硅酸鹽學報. 2017(03)
[3]Zn0.99Cu0.01Al2O4-SrTiO3微波陶瓷介電性能的研究[J]. 謝志翔,洪文海,李月明,王竹梅,沈宗洋,廖潤華. 人工晶體學報. 2015(03)
[4](1-x)CaTiO3-xLaAlO3陶瓷的微波介電性能研究[J]. 趙小玻,高勇,侯立紅,宋濤,王營營,張萍萍,車松蔚,鮑曉蕓. 人工晶體學報. 2014(10)
[5]CaTiO3-LaAlO3微波介質陶瓷的研究進展[J]. 王利青,劉亞云. 硅酸鹽通報. 2014(01)
[6]新型低損耗復合微波介質陶瓷的研究進展[J]. 錢俊. 中國陶瓷. 2013(01)
[7]EDTA絡合溶膠-凝膠法制備Mn-Zn鐵氧體[J]. 席國喜,劉玉民,戚世梅,路邁西. 硅酸鹽通報. 2009(01)
[8]CaTiO3的水熱制備及其晶粒形貌研究[J]. 王榮,馬浩,孟建新. 電子元件與材料. 2008(11)
[9]CaTiO3納米粉體溶膠-凝膠法合成、表征及介電特性[J]. 張啟龍,王煥平,楊輝. 無機化學學報. 2006(09)
[10]微波介質陶瓷材料介電性能間的制約關系[J]. 朱建華,梁飛,汪小紅,呂文中. 電子元件與材料. 2005(03)
博士論文
[1]復合鈣鈦礦微波介質陶瓷的結構與性能[D]. 傅茂森.浙江大學 2009
[2]改性CaTiO3基微波介質陶瓷結構與介電性能的研究[D]. 王浩.武漢理工大學 2004
[3]聚合物前驅體法合成CaTiO3基微波介質陶瓷的研究[D]. 黃國華.華中科技大學 2004
碩士論文
[1]CaTiO3-(Li0.5Sm0.5)TiO3高介微波介質陶瓷的性能研究與低溫燒結[D]. 寧凡凡.湖北大學 2018
[2]腔體濾波器小型化的研究與設計[D]. 吳呈龍.西南交通大學 2017
[3]CTLA基陶瓷的改性及其微波介電性能研究[D]. 竇占明.湖北大學 2016
[4]LaAlO3-SrTiO3微波介質陶瓷的研究[D]. 郭慧鋒.景德鎮(zhèn)陶瓷學院 2015
[5]低介電常數熔融石英微波介質材料的制備[D]. 張文宇.南京航空航天大學 2015
[6]高Q中介CaTiO3-LnAlO3（Ln=Nd、La）系微波介質陶瓷的研究[D]. 葉方平.華中科技大學 2013
[7]Ta2O5和Y2O3摻雜0.9Al2O3-0.1TiO2基微波介質陶瓷的微結構研究[D]. 謝兵.廣西大學 2012
[8]寬頻帶微波隱身材料的吸波性能研究[D]. 張衡.西安電子科技大學 2012
[9]0.95MgTiO3-0.05CaTiO3微波陶瓷介電性能的研究[D]. 王巖.西華大學 2011
[10]單層陶瓷電容器制備技術研究[D]. 吳曉東.電子科技大學 2011
本文編號：3508447
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