低固有烧结温度LTCC微波介质陶瓷研究进展

为了满足现代微波通信器件小型化和集成化发展的要求,必须开发出烧结温度低且能与Ag、Cu等价廉金属电极实现共烧兼容的微波介质陶瓷体系。重点介绍了Li基、Bi基、钨酸盐、磷酸盐和碲酸盐等低固有烧结温度的微波介质陶瓷体系,并总结了其在低温共烧陶瓷方面的研究进展。     

微波介质陶瓷相对介电常数的简易测量

为缓解微波介质陶瓷（ＭＷＤＣ）研制中，在介质性能测量方面存在的困难，介绍两种较为简便易行的ε＿ｒ测量方法。评述了其原理并给出了实验数据对照。     

BSZN微波介质陶瓷介电常数的异常

研究了(Ba1-xSrx)(Zn1/3Nb2/3)O3(BSZN)微波介质陶瓷介电常数的非线性变化以及异常的原因。随着系统中Sr(1/3Nb2/3)O3的增多,介电常数的异常是由于氧八面体的畸变导致的相转变(对称性降低)及第二相的生成造成的。未发生相转变前,介电常数的增大可用电介质理论加以解释;发生相转变后,介电常数呈线性下降趋势,符合对数混合定律。     

SnO2掺杂ZnO-Nb2O5-TiO2微波介质陶瓷

研究了 SnO_2对 ZnO-Nb_2O-5-TiO_2陶瓷相结构和微波介电性能的影响。随 Sn 添加量的增加,晶相组成逐步从(Zn_(0.15)Nb_(0.30)Ti_(0.55))O2相转变为 ZnTiNb_2O_8相,相对介电常数 ?r减少,?f向负频率温度系数方向移动, 当 Sn 含量增加到0.20,?f可降至 9.8×10–6℃–1。当 SnO2的摩尔比 y 为 0~<0.08 时,形成完全固溶体,提高 Q·f 值;当 y>0.08,部分Sn 形成第 2 相,降低其 Q·f 值。当 y 为 0.08,在 1 150℃烧结,具有很好的微波介电性能,其 ?r为 50.3,Q·f 为 14 892GHz,?f为 25.12×10-6℃–1。     

低温共烧微波介质陶瓷材料研究进展

在介绍低温共烧陶瓷(LTCC)技术的基础上,阐述了LTCC微波介质陶瓷材料的特点及应用背景。综述了BaTi4O9、Ca[(Li1/3Nb2/3)1-xTix]O3-δ、ZnNb2O6、ZnTiO3及Li2O-Nb2O5-TiO2等常用的LTCC微波介质陶瓷材料体系。指出了目前研究中存在的问题,指出新体系的开发是今后的主要研究方向。新体系可以采用多相复合,也可以由几种低熔点氧化物化合而产生。     

电介质物理与微波介质陶瓷的研究进展

介质陶瓷作为新兴的微波材料在应用中具有广阔的前景.在这篇综述中探究了介质陶瓷结构的高质量因数和低热稳定介电常数.在大量现有研究的基础上,分析电介质物理与微波介质陶瓷应用现状,对其结构特性进行了全面总结,微波介质陶瓷材料在未来应用中适合作为具有低损耗和可调介电常数的有效微波电介质.     

高介电常数微波陶瓷材料的研究进展

叙述了BaO-Ln2O3-xTiO2系陶瓷的掺杂、添加烧结助剂和晶粒取向对其烧结温度和微波介电性能的影响。简述了(Pb1-xCax)(Fe0.5Nb0.5)O3系陶瓷的掺杂改性和低温烧结的研究进展。介绍了迄今为止εr最高的一类微波介质陶瓷CaO-Li2O-Ln2O3-TiO2系材料。提出了需要进一步思考和解决的问题。     

Ba(B'1/3 Ta2/3)O3微波介质陶瓷的研究进展

微波介质陶瓷是制作微波器件的关键材料。具有复合钙钛矿结构的Ba(B'_1/3 Ta_2/3)O₃(B'=Mg、Zn)型微波介质陶瓷在微波毫米波频率下具有较高的品质因数,是现代微波通信技术中被广泛应用的微波陶瓷材料。文中介绍了近年来此类微波介质陶瓷的发展与研究现状。     

钡镧钛系列高介电常数陶瓷研究

采用固相烧结法制备了BaO-La2O3-nTiO2(n=3,4,5和6,BLT)微波介质陶瓷。研究了TiO2含量以及添加Bi2O3和SrTiO3对所制BLT陶瓷的微观结构及介电性能的影响。结果表明:当n=4时,BLT陶瓷晶体结构致密。当n=5并添加Bi2O3和SrTiO3进行改性,所制BLT陶瓷的相对介电常数εr从93增大到210,介质损耗tanδ从2.5减小到1.2,电容温度系数αc向负方向移动。     

不同起始原料对BMT微波介质材料烧结及微波介电性能的影响

本工作利用ＢＥＴ，ＳＥＭ，ＴＥＭ等分析测试手段研究了不同起始原料对ＢＭＴ微波介质陶瓷烧结性能及微波介电性能的影响，发现用自制的Ｔａ２Ｏ５·ｘＨ２Ｏ为起始原料合成的ＢＭＴ粉料比用一般Ｔａ２Ｏ５为起始原料合成的ＢＭＴ烧结温度低１００℃左右，而且在同一条件下烧成的样品的体密度和微介电性能也有很大的提高，特别是高得多的Ｑ值。     

MgO-TiO_2-CaO-SiO_2低介微波介质陶瓷材料研究

采用固相反应法,在0.92MgTiO3-0.08CaTiO3配比的基础上,制备了不同Mg2SiO4添加量的MgO-TiO2-CaO-SiO2复合陶瓷体系,研究了Mg2SiO4添加量对其物相结构、微观形貌及微波介电性能的影响。结果表明,体系中不存在杂相,其致密化烧结温度随Mg2SiO4添加量的增加而提高,添加适量Mg2SiO4能够降低体系的εr和谐振频率温度系数τf。当添加质量分数为35%的Mg2SiO4,体系在1360℃烧结2h可获得优异的微波介电性能:εr=15.5,Q·f=42640GHz(6GHz),τf=–13×10–6/℃。     

低介熔融石英陶瓷制备及其介电性能研究

利用固相合成法,以未掺杂的熔融石英砂为基础原料,通过快速升温、短时保温的烧结工艺制备出了具有极低介电常数的熔融石英陶瓷材料。研究了不同烧结温度对材料的烧结特性及介电性能的影响。结果表明:在1 150℃烧结1 h制得的材料,具有较好的性能,其最大相对密度为99%,εr=3.4,tanδ=6.86×10–4(1 MHz),Q.f=12 000 GHz(10 GHz)。     

钛酸锌微波介电陶瓷的改性研究现状

对钛酸锌介电陶瓷的改性研究进行了综述,分析了形成固溶体、生成新的化合物和添加助熔剂对钛酸锌陶瓷的烧结性、相结构和微波介电性能的影响。结果表明,形成无限固溶体的陶瓷主晶相为六方相,微波介电性能优良,但烧结温度偏高;添加助熔剂虽改善了烧结性,但主晶相与加入量及烧结温度有关,微波介电性能随主晶相变化。据此提出了复合改性的设想。     

ZnO-B2O3-SiO2掺杂对锆酸钙基陶瓷性能的影响

研究了ZnO-B2O3-SiO2(ZBS)玻璃掺杂量对CaZrO3陶瓷烧结性能、物相组成、微观组织形貌和介电性能的影响。结果表明:通过掺杂ZBS,可使CaZrO3陶瓷的烧结温度由1 550℃降至1 000℃,且无第二相生成,相对密度达97.8%。当ZBS添加量为质量分数15%时,CaZrO3陶瓷在1 000℃烧结3 h获得良好的介电性能:εr=25,Q·f=8 584 GHz,τf=–45×10–6/℃。     

BaO-Ln2O3-TiO2系微波介质陶瓷的研究进展

综述了BaO-Ln2O3-TiO2(BLT)系微波介质陶瓷的发展历程、掺杂改性、粉体的制备方法、添加烧结助剂,改变烧结工艺等方面的进展。指出了高纯超细原料粉体的制备,先进的烧结设备,高精度的测试仪器与微波器件的混合集成化,是其今后的研究方向。     

低温烧结介质基板材料研究进展

从陶瓷基介质材料和微晶玻璃基介质材料两个方面进行综述,介绍了几种低温烧结介质基板材料的国内外研究进展,研究了低温烧结介质基板材料与内电极的异相匹配共烧的重要性,探讨了低温烧结介质基板材料主要存在的问题和发展趋势。     

A4B3O12型六方钙钛矿微波介质陶瓷的研究进展

A4B3O12型B位缺位六方钙钛矿陶瓷是一类新型性能可调的中等介电常数微波介电陶瓷,有望在现代移动通讯系统基站中得到应用.在介绍A4B3O12型钙钛矿陶瓷的结构特征和系列端元化合物微波介电性能研究的基础上,总结了不同离子占位对陶瓷性能的影响,并在最后对该类陶瓷将来的研究方向进行了展望.     

BCL助烧剂对CSLST微波介质陶瓷性能的影响

采用B2O3-CuO-Li2CO3(BCL)作为助烧剂对(Ca0.9375Sr0.0625)0.3(Li0.5Sm0.5)0.7TiO3(CSLST)微波介质陶瓷进行降温烧结。系统讨论了BCL的添加量对CSLST微波介质陶瓷的烧结行为、晶体结构及微波介电性能的影响。结果表明:BCL的加入将CSLST陶瓷的烧结温度从1 250℃降至925℃。当BCL添加量小于质量分数5.5%时,样品中只含单一的钙钛矿结构晶体,而当BCL添加量大于质量分数7.5%时,则会产生第二相。添加BCL的质量分数为5.5%,烧结温度为925℃保温5 h,所制CSLST陶瓷具有良好的微波介电性能:εr=86.69,Q.f=2 267 GHz,τf=29.3×10–6/℃。