新型铌酸盐微波介质陶瓷的制备与改性研究

发布时间：2022-11-03 20:36

　　自Robert博士于1939年提出将介质材料应用于微波通信技术以来,微波介质陶瓷材料在近80年的历史中得到了突飞猛进的发展。近10年来,我国研究者在该领域30多个世界主流期刊上发表的论文数量已超过美国、日本和德国等传统强国,涌现出了一批高质量的研究成果。在微波通信技术对微波介质陶瓷材料所提要求的不断更迭中,我国研究者主要在以下方向进行了广泛研究:（1）拓展介电常数ε_r,以满足各种类型和尺寸的微波元器件的设计需求;（2）降低介质损耗,以增强其选频特性;（3）使谐振频率温度系数τ_f趋近于零,以提高材料的温度稳定性。本论文在符合以上方向的基础上,基于对已有铌酸盐微波介质陶瓷材料结构与性能研究的关注和分析总结,主要围绕新材料的开发展开工作。最终成功制备出了一系列性能优良的新型铌酸盐微波介质陶瓷材料。主要工作内容如下:（1）新型铌酸盐微波介质陶瓷材料CaO-2CuO-Nb₂O₅（CCN）的研究。前期文献调研发现,在前人对ZnNb₂O₆陶瓷进行微量掺杂的研究中,CuO... 

【文章页数】：134 页

【学位级别】：博士

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摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 微波介质陶瓷材料发展历史和国内外研究现状
        1.2.1 发展历史
        1.2.2 国内外研究现状
    1.3 微波介质陶瓷介电性能及相关原理
        1.3.1 介电常数
        1.3.2 介质损耗
            1.3.2.1 气孔对介质损耗的影响
            1.3.2.2 离子价态
            1.3.2.3 有序无序相转变
            1.3.2.4 原子堆积密度
        1.3.3 谐振频率温度系数
            1.3.3.1 介电常数的影响
            1.3.3.2 结构相变和容差因子
            1.3.3.3 键价理论
            1.3.3.4 氧八面体畸变
    1.4 微波介质陶瓷的主要体系
        1.4.1 高频微波介质陶瓷
        1.4.2 中频微波介质陶瓷
        1.4.3 低频微波介质陶瓷
    1.5 选题背景和研究内容
        1.5.1 选题背景
            1.5.1.1 M~(2+)Nb_2O_6 型铌酸盐陶瓷材料
            1.5.1.2 M~(2+) M~(4+)Nb_2O_8 型铌酸盐陶瓷材料
            1.5.1.3 其它铌酸盐陶瓷材料
        1.5.2 研究内容
            1.5.2.1 选题方向
            1.5.2.2 研究内容
第二章 材料的制备、表征和微波介电性能测试
    2.1 材料的制备
        2.1.1 实验原料
        2.1.2 实验设备
        2.1.3 制备工艺流程
    2.2 材料的表征
        2.2.1 相对密度
        2.2.2 物相组成
            2.2.2.1 物相的定性分析
            2.2.2.2 物相的定量分析
        2.2.3 晶体结构
        2.2.4 微观形貌
    2.3 材料的微波介电性能测试
        2.3.1 介电常数
        2.3.2 介质损耗
        2.3.3 谐振频率温度系数
第三章 CaO-2CuO-Nb_2O_5 陶瓷的制备与改性研究
    3.1 研究背景与思路
    3.2 实验设计与测试
    3.3 CaO-2CuO-Nb_2O_5 陶瓷的表征与分析
        3.3.1 物相组成
        3.3.2 微观形貌
    3.4 CaO-2CuO-Nb_2O_5 陶瓷的微波介电性能
    3.5 CaO-2CuO-Nb_2O_5 陶瓷的改性研究
    3.6 本章小结
第四章 GaNbO_4 陶瓷的制备、表征和微波介电性能测试
    4.1 研究背景与思路
    4.2 实验设计与测试
        4.2.1 GaNbO_4 陶瓷的制备流程
        4.2.2 GaNbO_4 陶瓷的测试
    4.3 GaNbO_4 陶瓷的表征与分析
        4.3.1 体密度与相对密度
        4.3.2 物相组成
        4.3.3 晶体结构
        4.3.4 微观形貌
    4.4 GaNbO_4 陶瓷的微波介电性能
        4.4.1 介电常数
        4.4.2 介质损耗
        4.4.3 谐振频率温度系数
    4.5 GaNbO_4 陶瓷的后续研究展望
    4.6 本章小结
第五章 Li_9Zr_3NbO_13 陶瓷的制备、表征和微波介电性能测试
    5.1 研究背景与思路
    5.2 实验设计与测试
        5.2.1 (1-x)Li_3NbO_4-x Li_2ZrO_3 陶瓷的制备
        5.2.2 (1-x)Li_3NbO_4-x Li_2ZrO_3 陶瓷的测试
    5.3 Li_9Zr_3NbO_13 陶瓷的表征与分析
        5.3.1 体密度与相对密度
        5.3.2 (1-x)Li_3NbO_4-x Li_2ZrO_3 陶瓷的物相组成
        5.3.3 Li_2Zr O_3 型固溶体形成机制
            5.3.3.1 陶瓷材料中固溶体的概念
            5.3.3.2 Hume-Rothery固溶体形成定律
            5.3.3.3 Li_2ZrO_3 型固溶体所属类型及其形成机制
        5.3.4 Li_9Zr_3NbO_13 陶瓷的物相分析
        5.3.5 Li_9Zr_3NbO_13 陶瓷的晶体结构
            5.3.5.1 Li_2ZrO_3和Li_3NbO_4 的晶体结构
            5.3.5.2 Li_9Zr_3NbO_13 陶瓷的Rietveld晶体结构精修
            5.3.5.3 Li_(2+y) Zr1_(-4y )Nb_(3y) O_3 型固溶体的晶胞参数及其变化趋势
        5.3.6 Li_9Zr_3NbO_13 陶瓷的微观形貌
    5.4 Li_9Zr_3NbO_13 陶瓷的微波介电性能
        5.4.1 介电常数
        5.4.2 介质损耗
        5.4.3 谐振频率温度系数
    5.5 Li_9Zr_3NbO_13 陶瓷的后续研究展望
    5.6 本章小结
第六章 REZrNbO_6 陶瓷的制备、表征和微波介电性能测试
    6.1 研究背景与思路
    6.2 实验设计与测试
        6.2.1 REZrNbO_6 陶瓷的制备
        6.2.2 REZrNbO_6 陶瓷的测试
    6.3 REZrNbO_6 陶瓷的表征与分析
        6.3.1 体密度与相对密度
        6.3.2 物相组成
            6.3.2.1 REZrNbO_6 陶瓷的物相组分
            6.3.2.2 RENbO_4 型固溶体形成机制
        6.3.3 晶体结构
        6.3.4 微观形貌
    6.4 REZrNbO_6 陶瓷的微波介电性能
        6.4.1 介电常数
        6.4.2 介质损耗
        6.4.3 谐振频率温度系数
    6.5 REZrNbO_6 陶瓷的后续研究展望
    6.6 本章小结
第七章 全文总结与展望
    7.1 全文总结
    7.2 论文创新点
    7.3 后续研究展望
致谢
参考文献
本论文学术成果


【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]CaTiO3对（1-x）ZnAl2O4-xMg2TiO4（x=0.21）微波介质陶瓷结构和性能的影响[J]. 雷文,吕文中,王晓川,梁军,江建军.  无机材料学报. 2009(05)

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]新型钨锰铁矿型微波介质陶瓷性能及低温烧结研究[D]. 唐鑫.浙江大学 2015
[3]Ba(B’1/3Nb2/3)O3（B’=Mg.Zn,Ni,Co）基陶瓷的结构与微波介电性能[D]. 孙土来.浙江大学 2015
[4]SrLn2Al2O7（Ln=La,Nd,Sm）基陶瓷的结构与微波介电性能[D]. 易磊.浙江大学 2014
[5]超低损耗AB（Nb,Ta）2O8型微波介质陶瓷结构与性能的研究[D]. 廖擎玮.天津大学 2012
[6]SrRAlO4（R=La，Nd，Sm）基陶瓷的结构与微波介电性能[D]. 毛敏敏.浙江大学 2011
[7]新型铋基低温烧结微波介质陶瓷研究[D]. 周迪.西安交通大学 2009
[8]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



本文编号：3700585