MgTiO3基微波介质陶瓷介电性能的研究
目次
目次
引言 (1)
第1章绪论 (2)
1.1微波介质陶瓷的概述 (2)
1.1.1微波介质陶瓷的主要性能参数 (2)
1.1.2微波介质陶瓷的分类 (6)
1.1.3微波介质陶瓷的制备方法 (7)
1.2微波介质陶瓷介电性能的影响因素 (8)
1.3高品质因数微波介质陶瓷的研究进展 (9)
1.4MgTiO3基微波介质陶瓷的研究现状及意义 (10)
1.5课题的提出 (12)
第2章实验内容 (13)
2.1样品的制备 (13)
2.1.1实验原料 (13)
2.1.2实验仪器 (13)
2.1.3实验工艺流程 (14)
2.2性能测试与表征 (16)
2.2.1致密度测试 (16)
2.2.2介电性能测试 (16)
2.2.3X射线衍射分析 (18)
2.2.4形貌观察及微观组织分析 (18)
第3章(1-x)MgTiO3-xBaTiO3陶瓷的研究结果及分析 (19)
3.1烧结工艺与MBT陶瓷性能之间的关系 (19)
3.1.1烧结温度及保温时间对MBT陶瓷致密度的影响 (19)
3.1.2烧结温度及保温时间对MBT陶瓷微观结构的影响 (20)
3.1.3烧结温度及保温时间对MBT陶瓷介电性能的影响 (21)
3.2组分含量与MBT陶瓷性能之间的关系 (23)
3.2.1BaTiO3含量对MBT陶瓷微观结构的影响 (23)
3.2.2BaTiO3含量对MBT陶瓷致密度的影响 (25)
华北理工大学硕士学位论文
3.2.3BaTiO3含量对MBT陶瓷介电性能的影响 (25)
3.3本章小结 (28)
第4章(1-y)MgTiO3-yCaTiO3陶瓷的研究 (29)
4.1烧结工艺与MCT陶瓷性能之间的关系 (29)
4.1.1烧结温度及保温时间对MCT陶瓷致密度的影响 (29)
4.1.2烧结温度及保温时间对MCT陶瓷微观结构的影响 (30)
4.1.3烧结温度及保温时间对MCT陶瓷介电性能的影响 (31)
4.2组分含量与MCT陶瓷性能之间的关系 (33)
4.2.1CaTiO3含量对MCT陶瓷微观结构的影响 (33)
4.2.2CaTiO3含量对MCT陶瓷致密度的影响 (35)
4.2.3CaTiO3含量对MCT陶瓷介电性能的影响 (36)
4.3本章小结 (38)
第5章0.93MgTiO3-0.07CaTiO3陶瓷的掺杂研究 (39)
5.1ZnO掺杂与93MCT陶瓷性能之间的关系 (39)
5.1.1ZnO掺杂对93MCT陶瓷致密度的影响 (39)
5.1.2ZnO掺杂对93MCT陶瓷微观结构的影响 (40)
5.1.3ZnO掺杂对93MCT陶瓷介电性能的影响 (43)
5.2Fe2O3掺杂与93MCT陶瓷性能之间的关系 (45)
5.2.1Fe2O3掺杂对93MCT陶瓷致密度的影响 (45)
5.2.2Fe2O3掺杂对93MCT陶瓷微观结构的影响 (46)
5.2.3Fe2O3掺杂对93MCT陶瓷介电性能的影响 (48)
5.3本章小结 (48)
结论 (48)
参考文献 (48)
致谢 (48)
导师简介 (48)
作者简介 (48)
学位论文数据集 (48)
引言
引言
微波是分米波、厘米波、毫米波的统称，其波长范围在1mm~1m之间。由于其波长较短，频率较高，信息容纳量大，方向性和穿透性较强等优点，广泛应用于卫星通讯等通信领域。微波技术的迅猛发展使微波介质陶瓷材料得到广泛的研究。
微波介质陶瓷作为介质材料主要是应用于300MHz~300GHz的微波频段电路中并完成一种或多种功能的陶瓷材料。微波介质陶瓷材料具有体积小，重量轻，稳定性好等优点，它主要是制作微波元器件，如介质谐振器、滤波器、介质天线等的关键材料。随着通讯技术的发展，信息量不断增大，微波元器件朝着小型化、轻量化的方向发展，这就对用于制作微波元器件的微波介质陶瓷材料提出了更高的介电性能的要求：（1）在微波频段范围内，具有较高的介电常数εr，微波器件的尺寸与εr 的平方成反比，因此，较大的εr有利于器件的小型化；（2）较高的品质因数Q·f 值，较高的Q·f值代表较低的损耗，从而对信号很小的吸收作用，具有很好的选频特性；（3）近零的谐振频率温度系数τf，目的是满足器件在工作时的温度稳定性要求。
MgTiO3是一种典型的高品质因数Q微波介质陶瓷材料，为铁钛矿结构，具有良好的微波介电性能。然而，MgTiO3陶瓷材料具有较小的介电常数（εr=13~17）和负值较大的谐振频率温度系数（τf=-55ppm/℃），并且烧结温度偏高（约为1400℃），这些缺点使MgTiO3材料的实际应用受到限制。针对以上MgTiO3陶瓷材料的不足，国内外许多学者进行了大量的研究，从现在已见的文献可知，大部分在改善MgTiO3陶瓷某一方面性能的同时，不能提高其他方面的性能，因此，对MgTiO3介质陶瓷性能的改善需要作更进一步的研究。
实验中将具有较大正值的谐振频率温度系数的BaTiO3和CaTiO3分别与MgTiO3进行复合，来调节其谐振频率温度系数τf至近零，通过对烧结工艺和组成的优化来优化材料的微波介电性能。在此基础上对MgTiO3基复合陶瓷进行掺杂来进一步降低其烧结温度，研究烧结工艺和组成与烧结性能、介电性能之间的关系，以得到烧结致密化温度低且介电性能优良的MgTiO3基微波介质陶瓷材料。