正鈦酸鎂基微波介質(zhì)陶瓷的制備和性能研究.pdf

1、本文以Mg2TiO4基陶瓷為研究對(duì)象，主要研究Mg2TiO4的最佳合成方法和通過不同的添加劑調(diào)節(jié)Mg2TiO4基陶瓷的τf，以獲得τf近0、適用于微波通信的微波介質(zhì)陶瓷。首先采用傳統(tǒng)固相合成法制備Mg2TiO4，研究預(yù)燒溫度和MgO經(jīng)過1100℃的熱處理對(duì)預(yù)燒粉料和陶瓷燒結(jié)特性和微波介電性能的影響。發(fā)現(xiàn)最佳預(yù)燒溫度為1190℃，燒結(jié)的Mg2TiO4陶瓷為多孔性陶瓷，并且MgO不熱處理對(duì)Mg2TiO4活性的提高有幫助，能降低燒結(jié)溫度和提高

2、微波介電性能。以MgO不熱處理、1190℃合成的Mg2TiO4為基體，針對(duì)Mg2TiO4-CaTiO3陶瓷難燒結(jié)成瓷的特點(diǎn)，通過添加第二種低熔點(diǎn)氧化物ZnNb2O6，探討ZnNb2O6和CaTiO3兩種添加劑對(duì)Mg2TiO4陶瓷相成分、微觀形貌和微波介電性能的影響，并成功改善了陶瓷的燒結(jié)特性。研究發(fā)現(xiàn)添加少量ZnNb2O6能提高M(jìn)g2TiO4-CaTiO3陶瓷的致密度、εr和Q×f，并降低τf。添加SrTiO3雖然能促進(jìn)Mg2TiO4燒

3、結(jié)，調(diào)節(jié)τf，但是制備的Mg2TiO4-SrTiO3陶瓷的εr過低，不適合實(shí)際使用。因此選擇用品質(zhì)因數(shù)和τf都較高的Ca0.8Sr0.2TiO3來調(diào)節(jié)Mg2TiO4陶瓷的τf。在(Mg0.09Co0.01)2TiO4-Ca0.8Sr0.2TiO3體系中發(fā)現(xiàn)了Ca/Sr偏離4，接近3，偏離原因需要進(jìn)一步探討。并且Mg2TiO4晶粒容易隨著燒結(jié)溫度的增高迅速長大，導(dǎo)致體系的εr在高溫下不斷增加，Q×f值和τf值下降，τf值下降的原因需要進(jìn)一

4、步分析。通過在Mg2TiO4添加Co以提高M(jìn)g2TiO4基體材料的介電常數(shù)，選擇用高品質(zhì)因數(shù)的Ca0.8Sm0.4/3TiO3來調(diào)節(jié)(Mg0.09Co0.01)2TiO4的τf值。體系中存在(Mg0.09Co0.01)2TiO4、Ca0.8Sm0.4/3TiO3、和(Mg0.09Co0.01)TiO3三相，仍存在較多氣孔，但陶瓷的晶粒尺寸更小，也沒有(Mg0.09Co0.01)2TiO4晶粒易長大的現(xiàn)象，因此獲得了良好的微波介電性能。同