溶膠—凝膠法低溫制備納米鈦酸鎂粉體.pdf

1、現(xiàn)代移動(dòng)通信、無(wú)線局域網(wǎng)、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)等整機(jī)設(shè)備及其核心配套微波器件向小型化、輕量化、高頻化、集成化等方向發(fā)展，對(duì)微波介質(zhì)陶瓷特性提出了更高要求。因此，目前微波介質(zhì)陶瓷研究主要集中在納米化、低溫化、高頻化等方面。 MgTiO3體系陶瓷是一種良好的高頻微波介質(zhì)陶瓷，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于制備諧振器、濾波器、天線等腔體器件，但存在燒結(jié)溫度高(1400℃以上)、燒結(jié)溫區(qū)窄、顆徑大等問(wèn)題，難以滿足小型化、低成本化的片式多層微波器件制備要求。

2、本文根據(jù)器件小型化、低成本化發(fā)展特點(diǎn)和要求，以及MgTiO3陶瓷研究現(xiàn)狀和存在問(wèn)題，以Ti(OC4H9)4、低成本無(wú)機(jī)鹽Mg(NO3)2.6H2O(替代有機(jī)鹽)為先驅(qū)體，采用溶膠-凝膠法，控制相關(guān)溶膠、凝膠條件和粉體表面特征，低溫制備出分散性好的納米MgTiO3粉體，可滿足超薄流延膜制備要求，為微波器件的小型化奠定了基礎(chǔ)。主要研究及研究結(jié)果如下： (一)納米MgTiO3粉體低溫制備相關(guān)條件研究。研究表明：無(wú)水乙醇、硝酸鎂、鈦酸丁

3、酯、冰醋酸等濃度及配液次序直接影響著溶膠-凝膠狀態(tài)特征。按無(wú)水乙醇/硝酸鎂(摩爾比)=8，無(wú)水乙醇/鈦酸丁酯(摩爾比)=8，無(wú)水乙醇中加入等體積的冰醋酸調(diào)節(jié)PH值，獲得穩(wěn)定的溶膠。干凝膠在600℃熱處理1h后，粉體的主晶相為MgTiO3，顆粒尺寸為10-30nm，但有嚴(yán)重的團(tuán)聚現(xiàn)象。 (二)MgTiOs溶膠系統(tǒng)特性改性研究。針對(duì)MgTiO3制備過(guò)程中的團(tuán)聚現(xiàn)象，研究了不同PEG系列、不同含量的表面改性劑的表面改性機(jī)理及效果。研究

4、表明：表面活性劑使有機(jī)羧酸鹽的分解溫度從370℃提高到410℃左右，MgTiO3晶化溫度從625℃提高到700℃。加入4wt％的表面活性劑PEG1000后，在700℃熱處理1h，制備出分散性好、粒徑約為20nm的納米鈦酸鎂粉體，解決了納米團(tuán)聚現(xiàn)象。 (三)納米MgTiO3粉體燒結(jié)、介電性能及相關(guān)納米效應(yīng)研究。研究表明：納米MgTiO3具有較大的比表面積，改善了粉體的燒結(jié)特性及介電性能。納米MgTiO3可在1200℃可獲得均勻致密