利用微波能量原理的微波介質(zhì)陶瓷應(yīng)用研究.pdf

1、微波陶瓷介質(zhì)諧振器具有體積小、重量輕、損耗低、溫度穩(wěn)定性好、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，不僅有利于微波射頻電路的集成化，是現(xiàn)代通信設(shè)備小型化、集成化的關(guān)鍵部件，而且近年來微波介質(zhì)陶瓷在微波通訊領(lǐng)域的應(yīng)用日趨廣泛，但在微波加熱方面的應(yīng)用潛能尚未得到有效挖掘。本論文利用微波能量原理，先從材料的合成與制備角度出發(fā)，采用傳統(tǒng)的固相法合成制備可低溫?zé)Y(jié)的Ba5(Nb0.85Sb0.15)4O15陶瓷和中介電常數(shù)的Ca0.65Ti0.65La0.35Al0.3

2、5O3陶瓷，研究燒結(jié)助劑和工藝因素等對(duì)陶瓷結(jié)構(gòu)與微波介電性能的影響，然后從器件設(shè)計(jì)和制造工藝方面，以本課題組承擔(dān)完成的國(guó)家863計(jì)劃項(xiàng)目“新型微波介質(zhì)陶瓷材料與元件研制”為研究基礎(chǔ)，探討微波介質(zhì)陶瓷在移動(dòng)通訊和微波加熱方面的應(yīng)用。 首先采用微量添加H3BO3、 MnCO3和CeO2燒結(jié)助劑對(duì)Ba5(Nb0.85Sb0.15)4O15陶瓷(簡(jiǎn)稱BSN陶瓷)進(jìn)行低溫?zé)Y(jié)，并對(duì)其燒結(jié)行為、顯微結(jié)構(gòu)和微波介電性能進(jìn)行研究。實(shí)驗(yàn)表明：當(dāng)添

3、加1.0wt％的H3BO3和0.15wt％的MnCO3時(shí)，BSN陶瓷在940℃燒結(jié)取得較佳微波介電性能：εr=29.28，Q×f=17，113GHz，τf=+10.34ppm/℃；當(dāng)添加1.0wt％的H3BO3和0.15wt％～0.75wt％的CeO2，燒結(jié)溫度可控制在900～940℃，BSN陶瓷的微波介電性能可調(diào)控在εr=28～31，Q×f=16，000～23，000GHz，τf=+8～+18ppm/℃。還研究微量添加CuO和MnCO

4、3燒結(jié)助劑對(duì)Ca0.65Ti0.65La0.35Al0.35O3陶瓷(簡(jiǎn)稱CTLA陶瓷)的燒結(jié)行為、微觀形貌和微波介電性能的影響。結(jié)果表明：當(dāng)添加0.75wt％的CuO/MnCO3，在1320℃燒結(jié)2h時(shí)，CTLA陶瓷獲得優(yōu)良的微波介電性能：εr≈43，Q×f≈32，800GHz，τf≈+10ppm/℃，有效地降低了純CTLA陶瓷的燒結(jié)溫度且保持良好的微波性能，即εr值變化不大，Q×f值保持良好，且τf值在±10ppm/℃之內(nèi)。

5、 其次以低介電常數(shù)MgTiO3-CaTiO3微波介質(zhì)陶瓷為材料，采用丙烯酰胺體系凝膠注模成型工藝成功制備出微波陶瓷基板應(yīng)用于兩款RFID陶瓷天線，并對(duì)比干壓成型與凝膠注模成型工藝對(duì)樣品微波介電性能的影響；以中介電常數(shù)CTLA和Ba(Mg0.2/3Zn0.8/3Nb2/3)微波介質(zhì)陶瓷為材料，利用微波能量原理，提出一種采用激光微調(diào)刻蝕提高制作微波陶瓷介質(zhì)諧振器合格率的方法，并用該方法嘗試制作出衛(wèi)星天線用的微波陶瓷諧振器。 最后，以