ZnTiNb2O8體系微波介質(zhì)瓷的制備與摻雜改性研究.pdf

1、本文采用傳統(tǒng)固相合成法,系統(tǒng)的研究了ZnTiNb2O8體系微波介質(zhì)瓷,實驗結(jié)果表明相組成及摻雜對性能產(chǎn)生較大影響。
　　本文研究了ZnTiNb2O8加入TiO2和燒結(jié)助劑BCB來改善微波性能和降低燒結(jié)溫度,XRD結(jié)果表明ZnTiNb2O8加入TiO2后,出現(xiàn)了第二相Zn0.17Nb0.33Ti0.5O2,由此導(dǎo)致了體系介電常數(shù)的增大,Q×f值的降低,以及諧振頻率溫度系數(shù)向正的方向變化。由于BCB液相燒結(jié)的作用,配方ZnTiNb2O

2、8-0.8TiO2-3wt.％BCB能在975℃燒結(jié),而且得到優(yōu)異的微波性能:εr=39.01，Qf=22,678 GHz,τf=+2.1 ppm/℃。
　　文章探索了合成溫度,二次球磨時間,燒結(jié)保溫時間等工藝對ZnTiNb2O8體系微波介質(zhì)陶瓷性能的影響。實驗結(jié)果表明:合成溫度為1050℃,二次球磨時間為12h以及燒結(jié)保溫時間為4h時實驗所獲得性能最佳。
　　本文研究了Co對ZnTiNb2O8體系的摻雜改性,通過改變Co不

3、同摻雜量確定了最佳配方。由于Co的摻雜,促進(jìn)了(Zn,Co)0.17Nb0.33Ti0.5O2相的產(chǎn)生,引起了介電常數(shù)的增大,Q×f值的降低,以及諧振頻率溫度系數(shù)向正的方向變化,同時還降低了體系的燒結(jié)溫度。當(dāng)Co摻雜量為30%mol,在1075℃燒結(jié)得到的微波性能為:εr=35.93，Q×f=35,125 GHz,τf=0 ppm/℃,在此基礎(chǔ)上添加1wt.%的燒結(jié)助劑BCB后在975℃燒結(jié)得到的微波性能為:εr=33.04，Q×f=2

4、2,000 GHz,τf=-2.7 ppm/℃。
　　本文研究了Mg對ZnTiNb2O8體系的摻雜改性,結(jié)果表明微量的Mg摻雜提高了Q值,但是對溫度穩(wěn)定性方面產(chǎn)生了影響。因此在Mg摻雜量為5%mol時,體系中加入TiO2來改善諧振頻率溫度系數(shù),配方(Zn0.95Mg0.05)TiNb2O8-0.8TiO2在1100℃燒結(jié)時得到的微波性能為:εr=49.1，Q×f=21,110 GHz,τf=-8.7 ppm/℃。在此基礎(chǔ)上加入BC