CLnT（Ln=La，Nd）系高介LTCC材料研究

发布时间：2017-10-07 19:35

  本文关键词：CLnT（Ln=La，Nd）系高介LTCC材料研究

  更多相关文章： CLT CNT LTCC LBZ玻璃

【摘要】：随着信息容量的日益剧增,科技创新的高速发展和通信技术的飞速发展,计算机技术已经普及到社会生活中的各个领域。人们在电子产品上的消费日益增长对各种信息设备、产品提出了越来越苛刻的要求。微波介质陶瓷是用于制作微波电路中谐振器、滤波器、介质天线等微波元器件的核心材料,也可用于制作高速微波通信电路中的低损耗基板材料。微波介质陶瓷在上世纪80年代开始蓬勃发展,低温共烧陶瓷(LTCC)是未来的发展方向。低温共烧陶瓷通常使用高电导率的Ag或Cu作为电路配线材料,并且陶瓷材料在微波频段下的介电损耗比常规有机材料小,这使得低温共烧陶瓷特别适合用于高速数据通信的微波电路,很好地满足了市场应用需求。本文采用传统固相反应法,以CLnT(CaO-Ln2O3-TiO2,Ln=La,Nd)系陶瓷材料为研究对象,对CLnT系微波介质陶瓷的频率温度系数进行调节,同时在较好的频率温度系数基础上对CLnT系微波介质陶瓷进行了低温烧结研究。通过文献报道可以知道,CLnT系微波介质陶瓷具有钙钛矿结构的特点,由于氧八面体的存在使clt系微波介质陶瓷拥有较高的介电常数,但与此同时该系材料也具有相对较高的正的频率温度系数,不能在实际生产生活中得到广泛的应用。本文首先对CLT(CaO-La2O3-TiO2)系微波介质陶瓷进行频率温度系数的调节,主要采用两种方法,即离子取代法和正负温度系数中和法。谐振频率的温度系数与氧八面体中A、B位离子的种类、半径大小及相组成密切相关。由于镧系元素不同元素之间原子半径的不同,所以将同系的元素Nd,Sm代替CLT(CaO-La2O3-TiO2,L=La)中的La元素,观察是否能够通过这种方法降低频率温度系数,即离子取代法。运用这种方法设计了CNT(N=Nd),CST(S=Sm),CLNT,CLNST的系列化实验。零温度系数微波介质材料主要是通过将具有正、负频率温度系数的微波介质陶瓷材料进行复合而得到的,即正负温度系数中和法。运用这种方法设计了CNT与LNT(Li0.5Nd0.5TiO3),CNT与LWO(Li2WO4)的系列化掺杂实验。最终找到了较好的配比材料即:0.4CNT+0.6LNT在1225℃下烧结的性能为εr=128.7,Q×f=1712GHz,ηf=20.77 ppm/℃。在找到好的材料LNT来降低频率温度系数后,进行了CNT微波介质陶瓷的低温降烧研究。加入了两种低熔点的降烧剂:VC(CuO-V2O5),LBZ(La2O3-H3BO3-ZnO)玻璃。通过实验结果可知LBZ玻璃可以有效的降低CNT微波介质陶瓷的烧结温度,它将其烧结温度由1350℃降低至975℃。掺入了质量分数为3%的LBZ玻璃在975℃烧结显示出了优越的微波介电性能:εr=87.87,Q×f=8132GHz(f=4.4 GHz),ηf=244.63 ppm/℃.最后将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)的配比进行复合掺杂,在不同温度下进行烧结,可将CNT的烧结温度降低至1000℃,频率温度系数降低至5.06 ppm/℃,0.5CNT+0.5LNT+3wt.%LBZ显示出了优良的微波介电性能:εr=94.9,Q×f=1887GHz,ηf=5.06 ppm/℃。
【关键词】：CLT CNT LTCC LBZ玻璃
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ174.1
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-10
• 第一章 绪论10-24
• 1.1 引言10-12
• 1.2 微波介质陶瓷的分类与研究现状12-14
• 1.3 微波介质陶瓷的应用14-15
• 1.4 微波介质陶瓷材料的性能要求15-16
• 1.5 微波介质陶瓷的性能参数及测试原理16-18
• 1.6 微波介质陶瓷的烧结机理18-19
• 1.7 LTCC低温共烧陶瓷的简介19-21
• 1.8 LTCC低温共烧陶瓷的降烧途径21-22
• 1.9 本篇论文的研究目标与研究内容22-24
• 1.9.1 研究目标23
• 1.9.2 研究内容23-24
• 第二章 实验方法及测试方法24-31
• 2.1 实验所用原材料及其相应特性24
• 2.2 实验所用设备简介24
• 2.3 实验工艺流程24-28
• 2.4 实验所需测试仪器测试方法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与CST实验内容及工艺流程31-32
• 3.1.2 CNT与CST实验结果32
• 3.1.3 CLNT系列化实验内容工艺流程32
• 3.1.4 CLNT系列化实验结果32-33
• 3.1.5 CLNST系列化实验内容及工艺流程33
• 3.1.6 CLNST系列化实验结果33-34
• 3.2 复合改性34-43
• 3.2.1 CLT，CNT 与 LNT 掺杂实验原理34
• 3.2.2 CLT与LNT掺杂实验内容及工艺流程34
• 3.2.3 CLT与LNT掺杂实验结果34-35
• 3.2.4 CNT与LNT掺杂实验内容及工艺流程35-36
• 3.2.5 CNT与LNT掺杂实验结果36-39
• 3.2.6 CLT，，CNT与LWO掺杂实验原理39-41
• 3.2.7 CLT与LWO掺杂实验内容及工艺流程41
• 3.2.8 CLT与LWO掺杂实验结果41-42
• 3.2.9 CNT与LWO掺杂实验内容及工艺流程42
• 3.2.10 CNT与LWO掺杂实验结果42-43
• 3.3 本章小结43-44
• 第四章 降低烧结温度的研究44-56
• 4.1 降烧系列化实验44-54
• 4.1.1 CNT与VC掺杂实验内容及工艺流程44
• 4.1.2 CNT与VC掺杂实验结果44
• 4.1.3 CNT与LBZ掺杂实验内容及工艺流程44-45
• 4.1.4 CNT与LBZ掺杂实验结果45-51
• 4.1.5 小结51-52
• 4.1.6 CNT掺杂实验52-54
• 4.2 本章小结54-56
• 第五章 结论56-57
• 致谢57-58
• 参考文献58-62
• 攻读硕士期间取得的研究成果62-63

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 徐建梅,周东祥;微波介质陶瓷的研究现状及发展趋势[J];非金属矿;2001年S1期

2 ;“微波介质陶瓷”通过鉴定[J];上海大学学报(自然科学版);2001年03期

3 陈湘明;微波介质陶瓷[J];材料导报;2001年02期

4 高春华,黄新友;微波介质陶瓷及其展望[J];陶瓷;2002年01期

5 陈国华;微波介质陶瓷的研究现状及展望[J];佛山陶瓷;2004年06期

6 龚艳;肖奇;张清岑;;微波介质陶瓷的研究进展[J];材料导报;2004年11期

7 刘红飞,余洪滔,刘海强;微波介质陶瓷的研究现状及其粉末合成方法[J];江苏陶瓷;2005年03期

8 司敏杰,李谦,黄金亮;BaO-Ln_2O_3-TiO_2系微波介质陶瓷的研究进展[J];陶瓷;2005年01期

9 龚文强;徐建梅;;浅谈BaO-Ln_2O_3-TiO_2体系微波介质陶瓷的热稳定性[J];佛山陶瓷;2007年02期

10 彭建中;李懋强;金玉琢;;移动通讯用微波介质陶瓷进展及应用[J];中国建材科技;1992年05期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 杨正文;王悦辉;白洋;周济;;低温烧结单相碲酸锂微波介质陶瓷的研究[A];中国电子学会第十四届电子元件学术年会论文集[C];2006年

2 张启龙;杨辉;;低温共烧微波介质陶瓷及其器件研究进展[A];《硅酸盐学报》创刊50周年暨中国硅酸盐学会2007年学术年会论文摘要集[C];2007年

3 肖瑗;丁佳钰;王丽熙;张其土;;BaO-CeO_2-kTiO_2微波介质陶瓷的物相组成与介电性能[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集（第3分册）[C];2010年

4 李月明;张华;洪燕;王竹梅;沈宗洋;;高介电常数微波介质陶瓷及其低温烧结的研究进展[A];中国硅酸盐学会陶瓷分会2010年学术年会论文集（二）[C];2010年

5 余洪滔;刘韩星;田中青;吴朝辉;欧阳世翕;;滤波器用微波介质陶瓷材料[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅲ[C];2004年

6 王军军;吴松平;郑留群;;La_2O_3-SiO_2体系微波介质陶瓷性能研究[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年

7 蔡绍;徐国跃;翁履谦;凌栋;;BaTi_4O_9微波介质陶瓷的低温烧结[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅲ[C];2004年

8 李勃;孟令宝;庞新锋;伍隽;郭海;周济;;微波介质陶瓷Ba_5Nb_4O_(15)的低温烧结及性能探究[A];第十七届全国高技术陶瓷学术年会摘要集[C];2012年

9 林慧兴;李华新;赵相毓;陈玮;罗澜;;低温烧结BaO-TiO_2系微波介质陶瓷的研究[A];中国电子学会第十四届电子元件学术年会论文集[C];2006年

10 周静;沈杰;;第7章 功能陶瓷-压电陶瓷和微波介质陶瓷[A];中国新材料产业发展报告（2011）[C];2012年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 吕学鹏;Li_2ZnTi_3O_8微波介质陶瓷的制备及介电机理研究[D];南京航空航天大学;2015年

2 李颖翔;Li-Zn-Ti系微波介质陶瓷介电性能及低温烧结机理研究[D];电子科技大学;2016年

3 雷研;铌钛酸盐体系微波介质陶瓷的制备与性能研究[D];中国海洋大学;2011年

4 董树荣;微波介质陶瓷薄膜的研究[D];浙江大学;2003年

5 胡明哲;铅基钙钛矿高介电常数微波介质陶瓷的改性研究[D];华中科技大学;2004年

6 赵飞;新型钙钛矿微波介质陶瓷的结构与性能关系研究[D];清华大学;2009年

7 童建喜;中介电常数低温共烧微波介质陶瓷及其器件研究[D];浙江大学;2006年

8 傅茂森;复合钙钛矿微波介质陶瓷的结构与性能[D];浙江大学;2009年

9 周迪;新型铋基低温烧结微波介质陶瓷研究[D];西安交通大学;2009年

10 邹栋;中介电常数BaO-TiO_2-Nb_2O_5体系低温共烧微波介质陶瓷[D];浙江大学;2009年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 韦珍海;可低温烧结微波介质陶瓷的制备与性能研究[D];桂林理工大学;2015年

2 孙换;铋硼酸盐三元系对CaZr0_3微波介质陶瓷低温烧结的影响[D];河南科技大学;2015年

3 芈月安;高介电常数Li-Nb-Ti系微波介质陶瓷的低温烧结研究[D];电子科技大学;2014年

4 管晓辉;新型低介低损耗BaTiSi_2O_7陶瓷的制备及性能研究[D];北京工业大学;2015年

5 李朋杰;Ca_3LiAV_3O_(12)体系微波介质陶瓷的低温共烧结制备及性能研究[D];杭州电子科技大学;2015年

6 张天文;岩盐结构微波介质陶瓷的制备及改性研究[D];合肥工业大学;2015年

7 席海红;温度稳定型钼基低烧微波介质陶瓷研究[D];西安建筑科技大学;2015年

8 郭慧锋;LaAlO_3-SrTiO_3微波介质陶瓷的研究[D];景德镇陶瓷学院;2015年

9 洪文海;ZnAl_2O_4基微波介质陶瓷的结构与性能研究[D];景德镇陶瓷学院;2015年

10 汪启轩;CSLST微波介质陶瓷的水基流延工艺与性能研究[D];景德镇陶瓷学院;2013年

本文编号：989684