0.65CaTiO 3 -0.35LaAlO 3 基微波介質(zhì)陶瓷的制備與改性研究
發(fā)布時(shí)間:2021-11-21 01:04
為了使微波元器件進(jìn)一步小型化、高性能化,開(kāi)發(fā)燒結(jié)溫度低,介電性能好的中介高品質(zhì)因數(shù)微波介質(zhì)陶瓷具有重要意義。0.65CaTiO3-0.35LaAlO3(簡(jiǎn)寫(xiě)為CTLA)基陶瓷是近年來(lái)報(bào)道的一類(lèi)介電性能較為優(yōu)異的具有復(fù)合鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的微波介質(zhì)陶瓷材料。CTLA陶瓷的微波介電性能為:εr=44,Q×f=30000 GHz,τf=-2×10-6/℃,燒結(jié)溫度高于1450℃,其綜合介電性能還需要進(jìn)一步提升。燒結(jié)溫度也需要降低。添加適當(dāng)?shù)难趸锘虿A蹓K摻雜以及使用超微超細(xì)粉體制備陶瓷是目前改善微波介質(zhì)陶瓷燒結(jié)性能和介電性能最有效的手段。但在改善微波介質(zhì)陶瓷某一性能的同時(shí),往往會(huì)影響其他性能,尤其是降低陶瓷燒結(jié)溫度時(shí),陶瓷的品質(zhì)因數(shù)會(huì)大幅降低。因此,本文以CTLA陶瓷為研究對(duì)象,研究了 Y3+離子摻雜取代對(duì)CTLA陶瓷微觀(guān)結(jié)構(gòu)和微波介電性能的影響。探討了離子鍵價(jià)、氧八面體傾斜及畸變程度、容差因子等晶胞結(jié)構(gòu)參數(shù)與微波介電性能之間的影響關(guān)系。研究了聚合物前驅(qū)體法合成納米CTLA陶瓷粉體的工藝,...
【文章來(lái)源】:景德鎮(zhèn)陶瓷大學(xué)江西省
【文章頁(yè)數(shù)】:63 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
微波通信系統(tǒng)的工作頻率[1]
認(rèn)凳?不崾艿窖醢嗣嫣宓那閾焙突?涑?度影響。傾斜程度一定上可以用容差因子表征。氧八面體傾斜程度降低,則陽(yáng)離子做非簡(jiǎn)諧振動(dòng)的回復(fù)力增強(qiáng),結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性增加,諧振頻率溫度系數(shù)向正值移動(dòng)。鈣鈦礦的氧八面體發(fā)生傾斜的同時(shí)往往也伴隨畸變,對(duì)于鈣鈦礦結(jié)構(gòu)ABO3的陶瓷,其氧八面體畸變的計(jì)算公式如(2-7)所示。隨著氧八面體畸變程度的增加,鈣鈦礦陶瓷諧振頻率溫度系數(shù)將向負(fù)方向移動(dòng)[33]。圖2-1為NdNbO4陶瓷A位離子半徑與氧八面體變化關(guān)系。氧八面體畸變=~最大距離~O最小距離~平均距離(2-7)圖2-1NdNbO4陶瓷A位離子半徑與氧八面體變化關(guān)系Fig.2-1RelationshipbetweenradiusofNdandoxygenoctahedralchange(3)鍵價(jià)理論
景德鎮(zhèn)陶瓷大學(xué)碩士學(xué)位論文3實(shí)驗(yàn)內(nèi)容123.2實(shí)驗(yàn)工藝流程本實(shí)驗(yàn)所采用的固相合成法制備陶瓷樣品,工藝流程如圖3-1。圖3-1傳統(tǒng)固相法制備工藝流程圖Fig.3-1Schematicillustrationoftheconversionalsolid-statereactionmethodpreparationprocedure具體的工藝說(shuō)明如下:(1)配料以氧化物和碳酸鹽為原料,按照化學(xué)式的計(jì)量比,在分析天平中稱(chēng)量原料。將稱(chēng)量好的原料裝入尼龍球磨罐中,每個(gè)球磨罐稱(chēng)量30g原料。(2)一次球磨在球磨罐中加入水和球磨子,按原料:水:(鋯球)球磨子=1:2:2的比例混合。使用球磨機(jī)球磨,時(shí)間為12h,球磨轉(zhuǎn)速為400r/min。(3)烘干將球磨后的漿料放入干燥箱中烘干,研磨后過(guò)80目篩,收集過(guò)完篩的粉料。(4)預(yù)燒將粉料壓制成直徑Φ20mm左右的大圓片,裝入坩堝中高溫煅燒。經(jīng)過(guò)預(yù)先煅燒的陶瓷粉體能初步合成主晶相,有利于燒結(jié)時(shí)陶瓷晶粒的發(fā)育長(zhǎng)大,排出氣孔,減少缺陷,獲得體積密度高的陶瓷。(5)二次球磨將預(yù)燒后的大圓片研磨成粉體,過(guò)60目篩,收集過(guò)完篩的粉體放入球磨罐中,加入水和球磨子,按照按原料:水:(鋯球)球磨子=1:2:2的比例混合,進(jìn)行第二次球磨,球磨時(shí)間設(shè)置為8h,轉(zhuǎn)速為400r/min。(6)造粒二次球磨完的漿料放入烘箱中烘干,研磨過(guò)60目篩網(wǎng),收集過(guò)完篩的粉體。加入15wt%濃度為4wt%的聚乙烯醇PVA作為黏結(jié)劑,研磨為小顆粒,過(guò)80目篩,收集過(guò)完篩的顆粒,陳腐24h,均化其水分。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Zn1–xCax(Ti0.6Zr0.4)Nb2O8陶瓷的微波介電性能[J]. 謝志翔,黃雨佳,李月明,沈宗洋,宋福生,李志科. 硅酸鹽學(xué)報(bào). 2019(03)
[2]CuO摻雜對(duì)ZnZrNb2O8微波介質(zhì)陶瓷性能的影響[J]. 洪倩,李月明,謝志翔,沈宗洋,王竹梅,宋福生,洪燕. 硅酸鹽學(xué)報(bào). 2017(03)
[3]Zn0.99Cu0.01Al2O4-SrTiO3微波陶瓷介電性能的研究[J]. 謝志翔,洪文海,李月明,王竹梅,沈宗洋,廖潤(rùn)華. 人工晶體學(xué)報(bào). 2015(03)
[4](1-x)CaTiO3-xLaAlO3陶瓷的微波介電性能研究[J]. 趙小玻,高勇,侯立紅,宋濤,王營(yíng)營(yíng),張萍萍,車(chē)松蔚,鮑曉蕓. 人工晶體學(xué)報(bào). 2014(10)
[5]CaTiO3-LaAlO3微波介質(zhì)陶瓷的研究進(jìn)展[J]. 王利青,劉亞云. 硅酸鹽通報(bào). 2014(01)
[6]新型低損耗復(fù)合微波介質(zhì)陶瓷的研究進(jìn)展[J]. 錢(qián)俊. 中國(guó)陶瓷. 2013(01)
[7]EDTA絡(luò)合溶膠-凝膠法制備Mn-Zn鐵氧體[J]. 席國(guó)喜,劉玉民,戚世梅,路邁西. 硅酸鹽通報(bào). 2009(01)
[8]CaTiO3的水熱制備及其晶粒形貌研究[J]. 王榮,馬浩,孟建新. 電子元件與材料. 2008(11)
[9]CaTiO3納米粉體溶膠-凝膠法合成、表征及介電特性[J]. 張啟龍,王煥平,楊輝. 無(wú)機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào). 2006(09)
[10]微波介質(zhì)陶瓷材料介電性能間的制約關(guān)系[J]. 朱建華,梁飛,汪小紅,呂文中. 電子元件與材料. 2005(03)
博士論文
[1]復(fù)合鈣鈦礦微波介質(zhì)陶瓷的結(jié)構(gòu)與性能[D]. 傅茂森.浙江大學(xué) 2009
[2]改性CaTiO3基微波介質(zhì)陶瓷結(jié)構(gòu)與介電性能的研究[D]. 王浩.武漢理工大學(xué) 2004
[3]聚合物前驅(qū)體法合成CaTiO3基微波介質(zhì)陶瓷的研究[D]. 黃國(guó)華.華中科技大學(xué) 2004
碩士論文
[1]CaTiO3-(Li0.5Sm0.5)TiO3高介微波介質(zhì)陶瓷的性能研究與低溫?zé)Y(jié)[D]. 寧凡凡.湖北大學(xué) 2018
[2]腔體濾波器小型化的研究與設(shè)計(jì)[D]. 吳呈龍.西南交通大學(xué) 2017
[3]CTLA基陶瓷的改性及其微波介電性能研究[D]. 竇占明.湖北大學(xué) 2016
[4]LaAlO3-SrTiO3微波介質(zhì)陶瓷的研究[D]. 郭慧鋒.景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院 2015
[5]低介電常數(shù)熔融石英微波介質(zhì)材料的制備[D]. 張文宇.南京航空航天大學(xué) 2015
[6]高Q中介CaTiO3-LnAlO3(Ln=Nd、La)系微波介質(zhì)陶瓷的研究[D]. 葉方平.華中科技大學(xué) 2013
[7]Ta2O5和Y2O3摻雜0.9Al2O3-0.1TiO2基微波介質(zhì)陶瓷的微結(jié)構(gòu)研究[D]. 謝兵.廣西大學(xué) 2012
[8]寬頻帶微波隱身材料的吸波性能研究[D]. 張衡.西安電子科技大學(xué) 2012
[9]0.95MgTiO3-0.05CaTiO3微波陶瓷介電性能的研究[D]. 王巖.西華大學(xué) 2011
[10]單層陶瓷電容器制備技術(shù)研究[D]. 吳曉東.電子科技大學(xué) 2011
本文編號(hào):3508447
【文章來(lái)源】:景德鎮(zhèn)陶瓷大學(xué)江西省
【文章頁(yè)數(shù)】:63 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
微波通信系統(tǒng)的工作頻率[1]
認(rèn)凳?不崾艿窖醢嗣嫣宓那閾焙突?涑?度影響。傾斜程度一定上可以用容差因子表征。氧八面體傾斜程度降低,則陽(yáng)離子做非簡(jiǎn)諧振動(dòng)的回復(fù)力增強(qiáng),結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性增加,諧振頻率溫度系數(shù)向正值移動(dòng)。鈣鈦礦的氧八面體發(fā)生傾斜的同時(shí)往往也伴隨畸變,對(duì)于鈣鈦礦結(jié)構(gòu)ABO3的陶瓷,其氧八面體畸變的計(jì)算公式如(2-7)所示。隨著氧八面體畸變程度的增加,鈣鈦礦陶瓷諧振頻率溫度系數(shù)將向負(fù)方向移動(dòng)[33]。圖2-1為NdNbO4陶瓷A位離子半徑與氧八面體變化關(guān)系。氧八面體畸變=~最大距離~O最小距離~平均距離(2-7)圖2-1NdNbO4陶瓷A位離子半徑與氧八面體變化關(guān)系Fig.2-1RelationshipbetweenradiusofNdandoxygenoctahedralchange(3)鍵價(jià)理論
景德鎮(zhèn)陶瓷大學(xué)碩士學(xué)位論文3實(shí)驗(yàn)內(nèi)容123.2實(shí)驗(yàn)工藝流程本實(shí)驗(yàn)所采用的固相合成法制備陶瓷樣品,工藝流程如圖3-1。圖3-1傳統(tǒng)固相法制備工藝流程圖Fig.3-1Schematicillustrationoftheconversionalsolid-statereactionmethodpreparationprocedure具體的工藝說(shuō)明如下:(1)配料以氧化物和碳酸鹽為原料,按照化學(xué)式的計(jì)量比,在分析天平中稱(chēng)量原料。將稱(chēng)量好的原料裝入尼龍球磨罐中,每個(gè)球磨罐稱(chēng)量30g原料。(2)一次球磨在球磨罐中加入水和球磨子,按原料:水:(鋯球)球磨子=1:2:2的比例混合。使用球磨機(jī)球磨,時(shí)間為12h,球磨轉(zhuǎn)速為400r/min。(3)烘干將球磨后的漿料放入干燥箱中烘干,研磨后過(guò)80目篩,收集過(guò)完篩的粉料。(4)預(yù)燒將粉料壓制成直徑Φ20mm左右的大圓片,裝入坩堝中高溫煅燒。經(jīng)過(guò)預(yù)先煅燒的陶瓷粉體能初步合成主晶相,有利于燒結(jié)時(shí)陶瓷晶粒的發(fā)育長(zhǎng)大,排出氣孔,減少缺陷,獲得體積密度高的陶瓷。(5)二次球磨將預(yù)燒后的大圓片研磨成粉體,過(guò)60目篩,收集過(guò)完篩的粉體放入球磨罐中,加入水和球磨子,按照按原料:水:(鋯球)球磨子=1:2:2的比例混合,進(jìn)行第二次球磨,球磨時(shí)間設(shè)置為8h,轉(zhuǎn)速為400r/min。(6)造粒二次球磨完的漿料放入烘箱中烘干,研磨過(guò)60目篩網(wǎng),收集過(guò)完篩的粉體。加入15wt%濃度為4wt%的聚乙烯醇PVA作為黏結(jié)劑,研磨為小顆粒,過(guò)80目篩,收集過(guò)完篩的顆粒,陳腐24h,均化其水分。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Zn1–xCax(Ti0.6Zr0.4)Nb2O8陶瓷的微波介電性能[J]. 謝志翔,黃雨佳,李月明,沈宗洋,宋福生,李志科. 硅酸鹽學(xué)報(bào). 2019(03)
[2]CuO摻雜對(duì)ZnZrNb2O8微波介質(zhì)陶瓷性能的影響[J]. 洪倩,李月明,謝志翔,沈宗洋,王竹梅,宋福生,洪燕. 硅酸鹽學(xué)報(bào). 2017(03)
[3]Zn0.99Cu0.01Al2O4-SrTiO3微波陶瓷介電性能的研究[J]. 謝志翔,洪文海,李月明,王竹梅,沈宗洋,廖潤(rùn)華. 人工晶體學(xué)報(bào). 2015(03)
[4](1-x)CaTiO3-xLaAlO3陶瓷的微波介電性能研究[J]. 趙小玻,高勇,侯立紅,宋濤,王營(yíng)營(yíng),張萍萍,車(chē)松蔚,鮑曉蕓. 人工晶體學(xué)報(bào). 2014(10)
[5]CaTiO3-LaAlO3微波介質(zhì)陶瓷的研究進(jìn)展[J]. 王利青,劉亞云. 硅酸鹽通報(bào). 2014(01)
[6]新型低損耗復(fù)合微波介質(zhì)陶瓷的研究進(jìn)展[J]. 錢(qián)俊. 中國(guó)陶瓷. 2013(01)
[7]EDTA絡(luò)合溶膠-凝膠法制備Mn-Zn鐵氧體[J]. 席國(guó)喜,劉玉民,戚世梅,路邁西. 硅酸鹽通報(bào). 2009(01)
[8]CaTiO3的水熱制備及其晶粒形貌研究[J]. 王榮,馬浩,孟建新. 電子元件與材料. 2008(11)
[9]CaTiO3納米粉體溶膠-凝膠法合成、表征及介電特性[J]. 張啟龍,王煥平,楊輝. 無(wú)機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào). 2006(09)
[10]微波介質(zhì)陶瓷材料介電性能間的制約關(guān)系[J]. 朱建華,梁飛,汪小紅,呂文中. 電子元件與材料. 2005(03)
博士論文
[1]復(fù)合鈣鈦礦微波介質(zhì)陶瓷的結(jié)構(gòu)與性能[D]. 傅茂森.浙江大學(xué) 2009
[2]改性CaTiO3基微波介質(zhì)陶瓷結(jié)構(gòu)與介電性能的研究[D]. 王浩.武漢理工大學(xué) 2004
[3]聚合物前驅(qū)體法合成CaTiO3基微波介質(zhì)陶瓷的研究[D]. 黃國(guó)華.華中科技大學(xué) 2004
碩士論文
[1]CaTiO3-(Li0.5Sm0.5)TiO3高介微波介質(zhì)陶瓷的性能研究與低溫?zé)Y(jié)[D]. 寧凡凡.湖北大學(xué) 2018
[2]腔體濾波器小型化的研究與設(shè)計(jì)[D]. 吳呈龍.西南交通大學(xué) 2017
[3]CTLA基陶瓷的改性及其微波介電性能研究[D]. 竇占明.湖北大學(xué) 2016
[4]LaAlO3-SrTiO3微波介質(zhì)陶瓷的研究[D]. 郭慧鋒.景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院 2015
[5]低介電常數(shù)熔融石英微波介質(zhì)材料的制備[D]. 張文宇.南京航空航天大學(xué) 2015
[6]高Q中介CaTiO3-LnAlO3(Ln=Nd、La)系微波介質(zhì)陶瓷的研究[D]. 葉方平.華中科技大學(xué) 2013
[7]Ta2O5和Y2O3摻雜0.9Al2O3-0.1TiO2基微波介質(zhì)陶瓷的微結(jié)構(gòu)研究[D]. 謝兵.廣西大學(xué) 2012
[8]寬頻帶微波隱身材料的吸波性能研究[D]. 張衡.西安電子科技大學(xué) 2012
[9]0.95MgTiO3-0.05CaTiO3微波陶瓷介電性能的研究[D]. 王巖.西華大學(xué) 2011
[10]單層陶瓷電容器制備技術(shù)研究[D]. 吳曉東.電子科技大學(xué) 2011
本文編號(hào):3508447
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