0.65CaTiO 3 -0.35LaAlO 3 基微波介质陶瓷的制备与改性研究
发布时间：2021-11-21 01:04
为了使微波元器件进一步小型化、高性能化,开发烧结温度低,介电性能好的中介高品质因数微波介质陶瓷具有重要意义。0.65CaTiO3-0.35LaAlO3（简写为CTLA）基陶瓷是近年来报道的一类介电性能较为优异的具有复合钙钛矿结构的微波介质陶瓷材料。CTLA陶瓷的微波介电性能为:εr=44,Q×f=30000 GHz,τf=-2×10-6/℃,烧结温度高于1450℃,其综合介电性能还需要进一步提升。烧结温度也需要降低。添加适当的氧化物或玻璃熔块掺杂以及使用超微超细粉体制备陶瓷是目前改善微波介质陶瓷烧结性能和介电性能最有效的手段。但在改善微波介质陶瓷某一性能的同时,往往会影响其他性能,尤其是降低陶瓷烧结温度时,陶瓷的品质因数会大幅降低。因此,本文以CTLA陶瓷为研究对象,研究了 Y3+离子掺杂取代对CTLA陶瓷微观结构和微波介电性能的影响。探讨了离子键价、氧八面体倾斜及畸变程度、容差因子等晶胞结构参数与微波介电性能之间的影响关系。研究了聚合物前驱体法合成纳米CTLA陶瓷粉体的工艺,...
【文章来源】：景德镇陶瓷大学江西省
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
微波通信系统的工作频率[1]
认凳?不崾艿窖醢嗣嫣宓那阈焙突?涑?度影响。倾斜程度一定上可以用容差因子表征。氧八面体倾斜程度降低，则阳离子做非简谐振动的回复力增强，结构稳定性增加，谐振频率温度系数向正值移动。钙钛矿的氧八面体发生倾斜的同时往往也伴随畸变，对于钙钛矿结构ABO3的陶瓷，其氧八面体畸变的计算公式如（2-7）所示。随着氧八面体畸变程度的增加，钙钛矿陶瓷谐振频率温度系数将向负方向移动[33]。图2-1为NdNbO4陶瓷A位离子半径与氧八面体变化关系。氧八面体畸变=~最大距离~O最小距离~平均距离（2-7）图2-1NdNbO4陶瓷A位离子半径与氧八面体变化关系Fig.2-1RelationshipbetweenradiusofNdandoxygenoctahedralchange（3）键价理论
景德镇陶瓷大学硕士学位论文3实验内容123.2实验工艺流程本实验所采用的固相合成法制备陶瓷样品，工艺流程如图3-1。图3-1传统固相法制备工艺流程图Fig.3-1Schematicillustrationoftheconversionalsolid-statereactionmethodpreparationprocedure具体的工艺说明如下：（1）配料以氧化物和碳酸盐为原料，按照化学式的计量比，在分析天平中称量原料。将称量好的原料装入尼龙球磨罐中，每个球磨罐称量30g原料。（2）一次球磨在球磨罐中加入水和球磨子，按原料：水：(锆球)球磨子=1：2：2的比例混合。使用球磨机球磨，时间为12h，球磨转速为400r/min。（3）烘干将球磨后的浆料放入干燥箱中烘干，研磨后过80目筛，收集过完筛的粉料。（4）预烧将粉料压制成直径Φ20mm左右的大圆片，装入坩埚中高温煅烧。经过预先煅烧的陶瓷粉体能初步合成主晶相，有利于烧结时陶瓷晶粒的发育长大，排出气孔，减少缺陷，获得体积密度高的陶瓷。（5）二次球磨将预烧后的大圆片研磨成粉体，过60目筛，收集过完筛的粉体放入球磨罐中，加入水和球磨子，按照按原料：水：(锆球)球磨子=1：2：2的比例混合，进行第二次球磨，球磨时间设置为8h，转速为400r/min。（6）造粒二次球磨完的浆料放入烘箱中烘干，研磨过60目筛网，收集过完筛的粉体。加入15wt%浓度为4wt%的聚乙烯醇PVA作为黏结剂，研磨为小颗粒，过80目筛，收集过完筛的颗粒，陈腐24h，均化其水分。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Zn1–xCax(Ti0.6Zr0.4)Nb2O8陶瓷的微波介电性能[J]. 谢志翔,黄雨佳,李月明,沈宗洋,宋福生,李志科. 硅酸盐学报. 2019(03)
[2]CuO掺杂对ZnZrNb2O8微波介质陶瓷性能的影响[J]. 洪倩,李月明,谢志翔,沈宗洋,王竹梅,宋福生,洪燕. 硅酸盐学报. 2017(03)
[3]Zn0.99Cu0.01Al2O4-SrTiO3微波陶瓷介电性能的研究[J]. 谢志翔,洪文海,李月明,王竹梅,沈宗洋,廖润华. 人工晶体学报. 2015(03)
[4](1-x)CaTiO3-xLaAlO3陶瓷的微波介电性能研究[J]. 赵小玻,高勇,侯立红,宋涛,王营营,张萍萍,车松蔚,鲍晓芸. 人工晶体学报. 2014(10)
[5]CaTiO3-LaAlO3微波介质陶瓷的研究进展[J]. 王利青,刘亚云. 硅酸盐通报. 2014(01)
[6]新型低损耗复合微波介质陶瓷的研究进展[J]. 钱俊. 中国陶瓷. 2013(01)
[7]EDTA络合溶胶-凝胶法制备Mn-Zn铁氧体[J]. 席国喜,刘玉民,戚世梅,路迈西. 硅酸盐通报. 2009(01)
[8]CaTiO3的水热制备及其晶粒形貌研究[J]. 王荣,马浩,孟建新. 电子元件与材料. 2008(11)
[9]CaTiO3纳米粉体溶胶-凝胶法合成、表征及介电特性[J]. 张启龙,王焕平,杨辉. 无机化学学报. 2006(09)
[10]微波介质陶瓷材料介电性能间的制约关系[J]. 朱建华,梁飞,汪小红,吕文中. 电子元件与材料. 2005(03)
博士论文
[1]复合钙钛矿微波介质陶瓷的结构与性能[D]. 傅茂森.浙江大学 2009
[2]改性CaTiO3基微波介质陶瓷结构与介电性能的研究[D]. 王浩.武汉理工大学 2004
[3]聚合物前驱体法合成CaTiO3基微波介质陶瓷的研究[D]. 黄国华.华中科技大学 2004
硕士论文
[1]CaTiO3-(Li0.5Sm0.5)TiO3高介微波介质陶瓷的性能研究与低温烧结[D]. 宁凡凡.湖北大学 2018
[2]腔体滤波器小型化的研究与设计[D]. 吴呈龙.西南交通大学 2017
[3]CTLA基陶瓷的改性及其微波介电性能研究[D]. 窦占明.湖北大学 2016
[4]LaAlO3-SrTiO3微波介质陶瓷的研究[D]. 郭慧锋.景德镇陶瓷学院 2015
[5]低介电常数熔融石英微波介质材料的制备[D]. 张文宇.南京航空航天大学 2015
[6]高Q中介CaTiO3-LnAlO3（Ln=Nd、La）系微波介质陶瓷的研究[D]. 叶方平.华中科技大学 2013
[7]Ta2O5和Y2O3掺杂0.9Al2O3-0.1TiO2基微波介质陶瓷的微结构研究[D]. 谢兵.广西大学 2012
[8]宽频带微波隐身材料的吸波性能研究[D]. 张衡.西安电子科技大学 2012
[9]0.95MgTiO3-0.05CaTiO3微波陶瓷介电性能的研究[D]. 王岩.西华大学 2011
[10]单层陶瓷电容器制备技术研究[D]. 吴晓东.电子科技大学 2011
本文编号：3508447
【文章来源】：景德镇陶瓷大学江西省
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
微波通信系统的工作频率[1]
认凳?不崾艿窖醢嗣嫣宓那阈焙突?涑?度影响。倾斜程度一定上可以用容差因子表征。氧八面体倾斜程度降低，则阳离子做非简谐振动的回复力增强，结构稳定性增加，谐振频率温度系数向正值移动。钙钛矿的氧八面体发生倾斜的同时往往也伴随畸变，对于钙钛矿结构ABO3的陶瓷，其氧八面体畸变的计算公式如（2-7）所示。随着氧八面体畸变程度的增加，钙钛矿陶瓷谐振频率温度系数将向负方向移动[33]。图2-1为NdNbO4陶瓷A位离子半径与氧八面体变化关系。氧八面体畸变=~最大距离~O最小距离~平均距离（2-7）图2-1NdNbO4陶瓷A位离子半径与氧八面体变化关系Fig.2-1RelationshipbetweenradiusofNdandoxygenoctahedralchange（3）键价理论
景德镇陶瓷大学硕士学位论文3实验内容123.2实验工艺流程本实验所采用的固相合成法制备陶瓷样品，工艺流程如图3-1。图3-1传统固相法制备工艺流程图Fig.3-1Schematicillustrationoftheconversionalsolid-statereactionmethodpreparationprocedure具体的工艺说明如下：（1）配料以氧化物和碳酸盐为原料，按照化学式的计量比，在分析天平中称量原料。将称量好的原料装入尼龙球磨罐中，每个球磨罐称量30g原料。（2）一次球磨在球磨罐中加入水和球磨子，按原料：水：(锆球)球磨子=1：2：2的比例混合。使用球磨机球磨，时间为12h，球磨转速为400r/min。（3）烘干将球磨后的浆料放入干燥箱中烘干，研磨后过80目筛，收集过完筛的粉料。（4）预烧将粉料压制成直径Φ20mm左右的大圆片，装入坩埚中高温煅烧。经过预先煅烧的陶瓷粉体能初步合成主晶相，有利于烧结时陶瓷晶粒的发育长大，排出气孔，减少缺陷，获得体积密度高的陶瓷。（5）二次球磨将预烧后的大圆片研磨成粉体，过60目筛，收集过完筛的粉体放入球磨罐中，加入水和球磨子，按照按原料：水：(锆球)球磨子=1：2：2的比例混合，进行第二次球磨，球磨时间设置为8h，转速为400r/min。（6）造粒二次球磨完的浆料放入烘箱中烘干，研磨过60目筛网，收集过完筛的粉体。加入15wt%浓度为4wt%的聚乙烯醇PVA作为黏结剂，研磨为小颗粒，过80目筛，收集过完筛的颗粒，陈腐24h，均化其水分。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Zn1–xCax(Ti0.6Zr0.4)Nb2O8陶瓷的微波介电性能[J]. 谢志翔,黄雨佳,李月明,沈宗洋,宋福生,李志科. 硅酸盐学报. 2019(03)
[2]CuO掺杂对ZnZrNb2O8微波介质陶瓷性能的影响[J]. 洪倩,李月明,谢志翔,沈宗洋,王竹梅,宋福生,洪燕. 硅酸盐学报. 2017(03)
[3]Zn0.99Cu0.01Al2O4-SrTiO3微波陶瓷介电性能的研究[J]. 谢志翔,洪文海,李月明,王竹梅,沈宗洋,廖润华. 人工晶体学报. 2015(03)
[4](1-x)CaTiO3-xLaAlO3陶瓷的微波介电性能研究[J]. 赵小玻,高勇,侯立红,宋涛,王营营,张萍萍,车松蔚,鲍晓芸. 人工晶体学报. 2014(10)
[5]CaTiO3-LaAlO3微波介质陶瓷的研究进展[J]. 王利青,刘亚云. 硅酸盐通报. 2014(01)
[6]新型低损耗复合微波介质陶瓷的研究进展[J]. 钱俊. 中国陶瓷. 2013(01)
[7]EDTA络合溶胶-凝胶法制备Mn-Zn铁氧体[J]. 席国喜,刘玉民,戚世梅,路迈西. 硅酸盐通报. 2009(01)
[8]CaTiO3的水热制备及其晶粒形貌研究[J]. 王荣,马浩,孟建新. 电子元件与材料. 2008(11)
[9]CaTiO3纳米粉体溶胶-凝胶法合成、表征及介电特性[J]. 张启龙,王焕平,杨辉. 无机化学学报. 2006(09)
[10]微波介质陶瓷材料介电性能间的制约关系[J]. 朱建华,梁飞,汪小红,吕文中. 电子元件与材料. 2005(03)
博士论文
[1]复合钙钛矿微波介质陶瓷的结构与性能[D]. 傅茂森.浙江大学 2009
[2]改性CaTiO3基微波介质陶瓷结构与介电性能的研究[D]. 王浩.武汉理工大学 2004
[3]聚合物前驱体法合成CaTiO3基微波介质陶瓷的研究[D]. 黄国华.华中科技大学 2004
硕士论文
[1]CaTiO3-(Li0.5Sm0.5)TiO3高介微波介质陶瓷的性能研究与低温烧结[D]. 宁凡凡.湖北大学 2018
[2]腔体滤波器小型化的研究与设计[D]. 吴呈龙.西南交通大学 2017
[3]CTLA基陶瓷的改性及其微波介电性能研究[D]. 窦占明.湖北大学 2016
[4]LaAlO3-SrTiO3微波介质陶瓷的研究[D]. 郭慧锋.景德镇陶瓷学院 2015
[5]低介电常数熔融石英微波介质材料的制备[D]. 张文宇.南京航空航天大学 2015
[6]高Q中介CaTiO3-LnAlO3（Ln=Nd、La）系微波介质陶瓷的研究[D]. 叶方平.华中科技大学 2013
[7]Ta2O5和Y2O3掺杂0.9Al2O3-0.1TiO2基微波介质陶瓷的微结构研究[D]. 谢兵.广西大学 2012
[8]宽频带微波隐身材料的吸波性能研究[D]. 张衡.西安电子科技大学 2012
[9]0.95MgTiO3-0.05CaTiO3微波陶瓷介电性能的研究[D]. 王岩.西华大学 2011
[10]单层陶瓷电容器制备技术研究[D]. 吴晓东.电子科技大学 2011
本文编号：3508447
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/3508447.html
