本文關鍵詞：CLnT（Ln=La，Nd）系高介LTCC材料研究

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【摘要】：隨著信息容量的日益劇增,科技創(chuàng)新的高速發(fā)展和通信技術的飛速發(fā)展,計算機技術已經普及到社會生活中的各個領域。人們在電子產品上的消費日益增長對各種信息設備、產品提出了越來越苛刻的要求。微波介質陶瓷是用于制作微波電路中諧振器、濾波器、介質天線等微波元器件的核心材料,也可用于制作高速微波通信電路中的低損耗基板材料。微波介質陶瓷在上世紀80年代開始蓬勃發(fā)展,低溫共燒陶瓷(LTCC)是未來的發(fā)展方向。低溫共燒陶瓷通常使用高電導率的Ag或Cu作為電路配線材料,并且陶瓷材料在微波頻段下的介電損耗比常規(guī)有機材料小,這使得低溫共燒陶瓷特別適合用于高速數(shù)據通信的微波電路,很好地滿足了市場應用需求。本文采用傳統(tǒng)固相反應法,以CLnT(CaO-Ln2O3-TiO2,Ln=La,Nd)系陶瓷材料為研究對象,對CLnT系微波介質陶瓷的頻率溫度系數(shù)進行調節(jié),同時在較好的頻率溫度系數(shù)基礎上對CLnT系微波介質陶瓷進行了低溫燒結研究。通過文獻報道可以知道,CLnT系微波介質陶瓷具有鈣鈦礦結構的特點,由于氧八面體的存在使clt系微波介質陶瓷擁有較高的介電常數(shù),但與此同時該系材料也具有相對較高的正的頻率溫度系數(shù),不能在實際生產生活中得到廣泛的應用。本文首先對CLT(CaO-La2O3-TiO2)系微波介質陶瓷進行頻率溫度系數(shù)的調節(jié),主要采用兩種方法,即離子取代法和正負溫度系數(shù)中和法。諧振頻率的溫度系數(shù)與氧八面體中A、B位離子的種類、半徑大小及相組成密切相關。由于鑭系元素不同元素之間原子半徑的不同,所以將同系的元素Nd,Sm代替CLT(CaO-La2O3-TiO2,L=La)中的La元素,觀察是否能夠通過這種方法降低頻率溫度系數(shù),即離子取代法。運用這種方法設計了CNT(N=Nd),CST(S=Sm),CLNT,CLNST的系列化實驗。零溫度系數(shù)微波介質材料主要是通過將具有正、負頻率溫度系數(shù)的微波介質陶瓷材料進行復合而得到的,即正負溫度系數(shù)中和法。運用這種方法設計了CNT與LNT(Li0.5Nd0.5TiO3),CNT與LWO(Li2WO4)的系列化摻雜實驗。最終找到了較好的配比材料即:0.4CNT+0.6LNT在1225℃下燒結的性能為εr=128.7,Q×f=1712GHz,ηf=20.77 ppm/℃。在找到好的材料LNT來降低頻率溫度系數(shù)后,進行了CNT微波介質陶瓷的低溫降燒研究。加入了兩種低熔點的降燒劑:VC(CuO-V2O5),LBZ(La2O3-H3BO3-ZnO)玻璃。通過實驗結果可知LBZ玻璃可以有效的降低CNT微波介質陶瓷的燒結溫度,它將其燒結溫度由1350℃降低至975℃。摻入了質量分數(shù)為3%的LBZ玻璃在975℃燒結顯示出了優(yōu)越的微波介電性能:εr=87.87,Q×f=8132GHz(f=4.4 GHz),ηf=244.63 ppm/℃.最后將CNT,LNT,LBZ玻璃按照(1-x)CNT+x LNT+ywt.%LBZ(x=0.4,0.5,0.6,y=3,5,7,9)的配比進行復合摻雜,在不同溫度下進行燒結,可將CNT的燒結溫度降低至1000℃,頻率溫度系數(shù)降低至5.06 ppm/℃,0.5CNT+0.5LNT+3wt.%LBZ顯示出了優(yōu)良的微波介電性能:εr=94.9,Q×f=1887GHz,ηf=5.06 ppm/℃。
【關鍵詞】：CLT CNT LTCC LBZ玻璃
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ174.1
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-10
• 第一章 緒論10-24
• 1.1 引言10-12
• 1.2 微波介質陶瓷的分類與研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 微波介質陶瓷的應用14-15
• 1.4 微波介質陶瓷材料的性能要求15-16
• 1.5 微波介質陶瓷的性能參數(shù)及測試原理16-18
• 1.6 微波介質陶瓷的燒結機理18-19
• 1.7 LTCC低溫共燒陶瓷的簡介19-21
• 1.8 LTCC低溫共燒陶瓷的降燒途徑21-22
• 1.9 本篇論文的研究目標與研究內容22-24
• 1.9.1 研究目標23
• 1.9.2 研究內容23-24
• 第二章 實驗方法及測試方法24-31
• 2.1 實驗所用原材料及其相應特性24
• 2.2 實驗所用設備簡介24
• 2.3 實驗工藝流程24-28
• 2.4 實驗所需測試儀器測試方法28-31
• 第三章 CLNT基料的研究31-44
• 3.1 取代改性31-34
• 3.1.1 CNT與CST實驗內容及工藝流程31-32
• 3.1.2 CNT與CST實驗結果32
• 3.1.3 CLNT系列化實驗內容工藝流程32
• 3.1.4 CLNT系列化實驗結果32-33
• 3.1.5 CLNST系列化實驗內容及工藝流程33
• 3.1.6 CLNST系列化實驗結果33-34
• 3.2 復合改性34-43
• 3.2.1 CLT，CNT 與 LNT 摻雜實驗原理34
• 3.2.2 CLT與LNT摻雜實驗內容及工藝流程34
• 3.2.3 CLT與LNT摻雜實驗結果34-35
• 3.2.4 CNT與LNT摻雜實驗內容及工藝流程35-36
• 3.2.5 CNT與LNT摻雜實驗結果36-39
• 3.2.6 CLT，，CNT與LWO摻雜實驗原理39-41
• 3.2.7 CLT與LWO摻雜實驗內容及工藝流程41
• 3.2.8 CLT與LWO摻雜實驗結果41-42
• 3.2.9 CNT與LWO摻雜實驗內容及工藝流程42
• 3.2.10 CNT與LWO摻雜實驗結果42-43
• 3.3 本章小結43-44
• 第四章 降低燒結溫度的研究44-56
• 4.1 降燒系列化實驗44-54
• 4.1.1 CNT與VC摻雜實驗內容及工藝流程44
• 4.1.2 CNT與VC摻雜實驗結果44
• 4.1.3 CNT與LBZ摻雜實驗內容及工藝流程44-45
• 4.1.4 CNT與LBZ摻雜實驗結果45-51
• 4.1.5 小結51-52
• 4.1.6 CNT摻雜實驗52-54
• 4.2 本章小結54-56
• 第五章 結論56-57
• 致謝57-58
• 參考文獻58-62
• 攻讀碩士期間取得的研究成果62-63

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