添加多元助燒劑的CaO-Li2O-Sm2O3-TiO2陶瓷低溫?zé)Y(jié)研究.pdf

1、近年來(lái)，現(xiàn)代移動(dòng)通訊、無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)等設(shè)備正向著小型化、高頻化、集成化及低成本方向發(fā)展，對(duì)以微波介質(zhì)陶瓷為基礎(chǔ)的微波元器件提出了更高的要求。為滿(mǎn)足此要求，利用低溫共燒陶瓷技術(shù)設(shè)計(jì)、制造多層片式微波元器件成為研究熱點(diǎn)。從環(huán)境保護(hù)和降低生產(chǎn)成本等角度出發(fā)，低溫共燒陶瓷技術(shù)要求介質(zhì)材料介電性能優(yōu)良且能與Ag、Cu等熔點(diǎn)較低的金屬電極共燒。
　　高K值CaO-Li2O-Ln2O3-TiO2系微波介質(zhì)陶瓷同時(shí)具有介電損耗低、頻率溫度系數(shù)近零可

2、調(diào)等優(yōu)點(diǎn)，是目前最有希望成為制備小型化微波通訊設(shè)備元件的介質(zhì)材料之一。因此，本文選擇 CaO-Li2O-Ln2O3-TiO2系中綜合介電性能優(yōu)異的16CaO-9Li2O-12Sm2O3-63TiO2(CLST)為研究對(duì)象，研究了 BaCu(B2O5)（簡(jiǎn)寫(xiě)為BCB）-ZnO、Bi2ZnB2O7（簡(jiǎn)寫(xiě)為BZB）燒結(jié)助劑對(duì)CLST陶瓷的燒結(jié)行為、微觀結(jié)構(gòu)和介電性能的影響規(guī)律；采用HRTEM等分析手段，探討了CLST陶瓷低溫?zé)Y(jié)具體機(jī)制和致密

3、化過(guò)程；研究了以 BCB- CLST陶瓷粉體為基體的流延漿料的流變性能；所得主要研究結(jié)果如下：
　　在 CLST陶瓷中，復(fù)合添加4wt％BCB和1wt%ZnO燒結(jié)助劑可以有效地降低其燒結(jié)溫度，并保持了較好的介電性能：εr=69.53，tanδ=0.0259，τf=8ppm/℃。添加新合成的多元氧化物Bi2ZnB2O7做燒結(jié)助劑也可以有效地降低其燒結(jié)溫度，并保持了較好的介電性能：εr=78.11，tanδ=0.006，ηf=12.3

4、6ppm/℃。
　　在低溫?zé)Y(jié)機(jī)理方面，通過(guò)SEM、TEM和HRTEM等分析手段，結(jié)合XRD分析結(jié)果，揭示了低溫?zé)Y(jié) CLST陶瓷的致密化機(jī)制：添加 ZnO、BaCu(B2O5)和 Bi2ZnB2O7的 CLST陶瓷的低溫?zé)Y(jié)機(jī)制為液相燒結(jié)。在4wt%BaCu(B2O5)-1%ZnO和6wt% Bi2ZnB2O7燒結(jié)助劑助燒致密的 CLST陶瓷中，采用 TEM和HRTEM直觀地觀察到燒結(jié)助劑熔體凝固后在晶間形成1.5～2.0nm厚

5、的非晶相，在三叉晶粒或多晶粒交界處助燒劑以非晶狀態(tài)存在；在燒結(jié)過(guò)程中，該熔體膜促進(jìn)了CLST陶瓷的致密化。
　　而在對(duì) BCB- CLST陶瓷粉體為基體的流延漿料的流變性能研究中，通過(guò)NDJ-79旋轉(zhuǎn)粘度儀等分析手段得出較佳配比：乙醇與氮-氮二甲基甲酰胺體積比為1:3時(shí)組成的二元混合溶劑具有更優(yōu)異的懸浮性，同時(shí)分散劑為0.8%時(shí)，w(粘結(jié)劑)為8%，R(增塑劑:粘結(jié)劑)為0.6左右，漿料固含量為50%時(shí)，漿料的流動(dòng)性最好，最有益于