La-,2-3-(Mg-,1-2-W-,1-2-)O-,3-微波介電性能的改性研究.pdf

1、高性能的微波介質(zhì)陶瓷是微波通訊技術(shù)中不可缺少的材料.因此探索高介電常數(shù)、低損耗、近零溫度系數(shù)的介質(zhì)材料已成為材料科學(xué)的重要課題之一.La<,2/3>(Mg<,1/2>W<,1/2>)O<,3>(LMW)材料是一種具有典型復(fù)合鈣鈦礦結(jié)構(gòu)且A空位有序排列的材料,并具有較高Qf值(32500GHz),是一種很有前途的微波介質(zhì)材料.但LMW的諧振頻率溫度系數(shù)τ f=-43ppm/℃,為了更進(jìn)一步降低其諧振頻率溫度系數(shù)致10ppm/℃以下,本工作

2、分別采用A位摻雜和兩相復(fù)合的方法,并對(duì)材料的組成、結(jié)構(gòu)、微波性能之間的關(guān)系進(jìn)行了一些有意義的研究.首先,分別采用Li<'+>、Na<'+>、K<'+>一價(jià)離子對(duì)其A空位進(jìn)行置換,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:A位Na和Li摻雜的樣品經(jīng)1200℃/2h合成后,均能獲得單相的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)材料,但其結(jié)構(gòu)由La<,2/3>(Mg<,1/2>W<,1/2>)O<,3>的正交相變?yōu)閱涡毕?由于Li具有很強(qiáng)的揮發(fā)性,摻Li樣品該樣品未能獲得致密的陶瓷.Na摻雜樣品經(jīng)1

3、550℃/2h燒結(jié)后,其體密度為理論密度的96﹪,樣品的微波介電性能為:ε<,r>=23.5,Qf=11500GHz,τ<,f>=27.5ppm/℃,由于K離子半徑較La大(>15﹪),未能合成單相樣品.基于LMW具有負(fù)的溫度系數(shù),我們分別選用溫度系數(shù)為正的CaTiO<,3>和TiO2作為添加劑,與LMW進(jìn)行兩相復(fù)合,以達(dá)到調(diào)節(jié)溫度系數(shù)的目的.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:樣品的燒結(jié)溫度在添加CaTiO<,3>或TiO<,2>后由1250℃分別上升至1

4、380℃和1330℃.介電常數(shù)隨CaTiO<,3>或TiO<,2>含量的增加而變化不大.Qf值較純的LMW有所下降,對(duì)于添加CaTiO<,3>的樣品,其諧振頻率溫度系數(shù)τ <,f>的絕對(duì)值隨著CaTiO<,3>的增加先線性降低,隨著CaTiO<,3>含量的進(jìn)一步增加,τ <,f>的絕對(duì)值則又變大,當(dāng)添加量為2.0mol﹪時(shí),τ <,f>的絕對(duì)值達(dá)到最低值-6.49ppm/℃.對(duì)于添加TiO2的樣品,τ<,f>的絕對(duì)值隨著TiO<,2>添