Li-Mg-Nb系微波介质陶瓷改性研究

发布时间：2021-08-15 06:29

　　近年来,随着移动通信全球性的普及,作为微波通信系统中的关键性材料,微波介质陶瓷以谐振器、滤波器、微波振荡器、介质双工器以及微波天线等微波元器件的形式成为整个系统必不可少的关键材料。微波介质陶瓷材料对于当今5G以及未来6G的发展具有重要影响。然而,应用在通信系统中的微波介质材料一般应具有较高的介电常数（ε_r）,低的介质损耗（tanδ）（或高Q值）以及好的温度稳定性（谐振频率温度系数（τ_f）近零）。因此,研发出具有良好性能的微波介质陶瓷新体系是国家通信领域的重要关键技术之一。本文中所有陶瓷样品均采用传统固相反应法合成。以Li₃Mg₂NbO₆微波介质陶瓷作为基体材料,利用低熔点玻璃掺杂、两相复合等手段,旨在获得具有低烧结温度、高Q×f值及近零τ_f值的微波介质陶瓷材料体系。利用X射线衍射（XRD）、能谱仪（EDS）、扫描电镜（SEM）和网络分析仪等仪器对陶瓷材料的物相结构和介电性能等进行分析,得出以下主要结论:1.为了降低Li₃Mg_... 

【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

微波频段极其应用[2]

第一章绪论51.3微波介质陶瓷材料主要体系自从日本村田公司生产了可大规模商业化生产的陶瓷材料，人们开始对微波陶瓷材料有了更深刻的了解。并且根据介电常数、物相组成、材料组分及制备工艺等方面对微波介质陶瓷进行了分类。按物相组成不同，微波介质陶瓷材料包括纯相陶瓷和复相陶瓷两类。按照材料组分差异，微波介质陶瓷材料可由钛酸盐、钒酸盐、铌酸盐等构成。根据微波介质陶瓷烧结温度的高低，材料被划分成超低温、低温、高温、超高温四类[15]。按照介电常数范围，微波介质陶瓷可由低介、中介和高介电陶瓷组成[16]。本文主要按介电常数不同对微波介质陶瓷材料的体系进行大致介绍。图1-2为微波介质陶瓷材料的介电常数r与品质因数Q的关系[16]：图1-2介电常数与品质因数的关系[16]对于低介电常数微波介质陶瓷，其r不大于20，一般而言这类材料有着较低的介质损耗。代表性的陶瓷材料主要有BaO-ZnO-Nb2O5系微波介质陶瓷、钨酸盐系微波介质陶瓷和Al2O3系微波介质陶瓷等[17]。由于这类陶瓷的介质损耗极低，被国内外科研学者们广泛研究。最为代表的是韩国的Hyo-JongLee等人发现ZnNb2O6和MgNb2O6陶瓷有着极好的微波介电性能[18]，其中ZnNb2O6陶瓷的Q×f值为83700GHz，MgNb2O6陶瓷的Q×f值甚至可达93800GHz。然而这类陶瓷材料有着较高的烧结温度，不能满足LTCC技术应用。此外，Kabayashi等人制备成的Al2O3多晶陶瓷有着极高的品质因数[19]，但是其f值较负，温度稳定性较差。因此，降低低介电陶瓷材料的烧结温度以及调节其f值近零成为了当今研究的热点。这类陶瓷材料有着较低的介电常数，故其信号能够以较快的速度在电路中传播，因此可以应用于微波介质基板和军用雷达等。

谐振腔法测试介电性能原理说明图

【参考文献】：
期刊论文
[1]微波介质陶瓷介电机理研究进展[J]. 黄琦,郑勇,吕学鹏,朱林正,涂彦坤.  电子元件与材料. 2016(01)
[2]微波介质陶瓷[J]. 郑兴华,梁炳亮.  江苏陶瓷. 2005(02)
[3]微波介质陶瓷粉体的合成方法研究[J]. 田中青,刘韩星,余洪滔,欧阳世翕.  材料导报. 2003(12)

博士论文
[1]MgO-TiO2体系微波介质陶瓷材料结构与性能优化研究[D]. 李皓.电子科技大学 2016
[2]ZnO-TiO2基低温烧结微波介质陶瓷的改性及其机理研究[D]. 刘忠池.华中科技大学 2009



本文编号：3344043