溶膠—凝膠法低溫制備納米鈦酸鎂粉體.pdf

1、現代移動通信、無線局域網、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)等整機設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，對微波介質陶瓷特性提出了更高要求。因此，目前微波介質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陶瓷，已經廣泛應用于制備諧振器、濾波器、天線等腔體器件，但存在燒結溫度高(1400℃以上)、燒結溫區(qū)窄、顆徑大等問題，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、本文根據器件小型化、低成本化發(fā)展特點和要求，以及MgTiO3陶瓷研究現狀和存在問題，以Ti(OC4H9)4、低成本無機鹽Mg(NO3)2.6H2O(替代有機鹽)為先驅體，采用溶膠-凝膠法，控制相關溶膠、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。主要研究及研究結果如下： (一)納米MgTiO3粉體低溫制備相關條件研究。研究表明：無水乙醇、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。按無水乙醇/硝酸鎂(摩爾比)=8，無水乙醇/鈦酸丁酯(摩爾比)=8，無水乙醇中加入等體積的冰醋酸調節(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，但有嚴重的團聚現象。 (二)MgTiOs溶膠系統(tǒng)特性改性研究。針對MgTiO3制備過程中的團聚現象，研究了不同PEG系列、不同含量的表面改性劑的表面改性機理及效果。研究

4、表明：表面活性劑使有機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，解決了納米團聚現象。 (三)納米MgTiO3粉體燒結、介電性能及相關納米效應研究。研究表明：納米MgTiO3具有較大的比表面積，改善了粉體的燒結特性及介電性能。納米MgTiO3可在1200℃可獲得均勻致密