具有超低烧结温度的铋基钒酸盐陶瓷的制备及介电性能研究

摘要

最近无线通信的飞速发展，物联网、5G网络、工业网络、电子战、卫星广播和智能交通系统需要极低烧结温度以及低损耗的介质材料与现代组件制造技术。随着低温共烧技术(LTCC)的发展，使得滤波器，振荡器，波指南和无线天线等无线通信中的微波元件小型化，而应用于LTCC技术的材料应该具有较低的烧结温度，因此现如今的一个研究热点是寻找超低烧结温度（低温700℃）的材料，而关于超低温共烧陶瓷（ULTCC）的文献报道也越来越多。本文通过传统的固相烧结法制备了一系列具有超低温烧结的微波介质陶瓷，并对其进行了结构与微波性能的研究。
　　1.本文用传统固相合成法制备了一种微波介质陶瓷NaBi3V2O10。在660 oC时烧结的NaBi3V2O10陶瓷最致密并获得介电常数εr为26.29，品质因数Q×f为3,200 GHz,谐振频率温度系数ηf为-59ppm/oC的微波介电性能。并验证其与金属Al粉有良好的化学兼容性。通过阿伦尼乌兹定律拟合可以得到陶瓷样品的弛豫激活能为0.95 eV，电导激活能是0.806 eV。这说明NaBi3V2O10的弛豫激活能是由非本征因素引起的载流子在外加交变电场的作用下发生了短程跳跃或长程运动的原因。通过UV-Vis技术研究了NaBi3V2O10陶瓷的光吸收性能并拟合计算，得到NaBi3V2O10样品的禁带宽度3.025 eV。
　　2.对于Na2BiZn2V3O12陶瓷，600oC时烧结的NaBi3V2O10陶瓷最致密并获得介电常数εr为22.3,品质因数 Q×f为19,600GHz,谐振频率温度系数ηf为15.5 ppm/oC的微波介电性能。研究表明，介电常数和品质因数的变化规律与密度的变化规律保持一致。所以陶瓷材料的微波介电性能跟陶瓷的烧结温度其实本质上是与陶瓷的密度有密切关系。并经验证与Ag粉和Al粉具有良好的化学兼容性。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 引言

1.2 微波介质陶瓷发展

1.3 微波介质陶瓷物理理论基础

1.4 微波介质陶瓷粉体的合成

1.5 微波介质陶瓷的改性

1.6超低温度烧结微波介质陶瓷的研究

1.7本论文研究的意义及其内容

第2章 材料的表征及性能测试

2.1 材料的制备

2.2实验原料和仪器

2.3 微波介质陶瓷材料测试

2.4 实验流程图

第3章 超低烧结温度NaBi3V2O10陶瓷合成与性能研究

3.1 前言

3.2 NaBi3V2O10陶瓷的物相分析

3.3 NaBi3V2O10陶瓷的形貌及密度分析

3.4 NaBi3V2O10陶瓷的微波介电性能分析

3.5 NaBi3V2O10陶瓷低频测试分析

3.6 NaBi3V2O10陶瓷紫外可见光谱分析

3.7 本章小结

第4章 超低烧结温度Na2BiZn2V3O12陶瓷合成与性能研究

4.1 前言

4.2 Na2BiZn2V3O12陶瓷的物相分析

4.3 Na2BiZn2V3O12陶瓷的显微结构和密度分析

4.4 Na2BiZn2V3O12陶瓷微波介电性能分析

4.5 Na2BiZn2V3O12陶瓷与金属电极化学兼容性分析

4.6 本章小结

第5章 全文总结

第6章 展望

参考文献

简历

致谢