新型无铅压电陶瓷及其在滤波器上的应用研究

摘要

本论文采用传统陶瓷制备工艺、利用固相法制备了[Bi0.5(Na1-x-yKxLiy)0.5]TiO3(简写为BNKLT)系无铅压电陶瓷。XRD分析结果表明：采用轧膜成型工艺、在1075-1150℃烧结2小时得到的BNKLT陶瓷样品，与干压成型工艺所得到的BNKLT陶瓷样品一样，均具有良好的结晶状况，呈现单相的钙钛矿结构。表征了BNNKLT陶瓷样品的微观结构，测试了不同制备工艺条件下材料的性能，包括介电、压电等电学性能。利用此无铅压电陶瓷体系，制作了单片式中频滤波器和梯形中频带通滤波器，并且进行了能阱模高频滤波器的设计制作研究。通过上述工作，得到如下具有创新意义的研究成果：(1)采用轧膜成型工艺可以得到表面致密、无空洞的无铅压电陶瓷样品；这些陶瓷样品晶粒饱满，呈四方几何外观结构。对在160±10℃老化2小时得到的BNKLT陶瓷谐振体，测量其老化性能。(2)测试了轧膜成型工艺和干压成型工艺条件下BNKLT-1BNKLT-2陶瓷片的压电性能。(3)采用轮廓振动方式，制作了单片式中频(IF=530KHz)滤波器。(4)利用谐振体全电极径向振动模式，制作了多节梯形滤波器。(5)根据能阱模理论，进行了能阱模高频(IF=6.2MHz)滤波器的设计制作研究。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：资助

第一章绪论

1.1引言

1.1.1电子陶瓷诞生背景

1.1.2压电陶瓷的发展

1.2 PZT基压电陶瓷

1.2.1 PZT二元系压电陶瓷

1.2.2 PZT三元系压电陶瓷

1.3无铅压电陶瓷

1.3.1 NaNbO3基无铅压电陶瓷

1.3.2 BNT基无铅压电陶瓷

1.4压电陶瓷滤波器

1.4.1发展概述

1.4.2基本参数

1.4.3压电陶瓷滤波器的设计

1.5本论文选题依据及主要研究内容

第二章BNKLT无铅压电陶瓷制备工艺

2.1概述

2.2原料选择

2.3混料和粉碎

2.4预烧

2.5造粒

2.6成型

2.6.1轧膜成型

2.6.2干压成型

2.7排塑

2.8烧成

2.9上电极

2.10极化

2.11老化

2.12本章小结

第三章 BNKLT无铅压电陶瓷性能测试分析

3.1引言

3.2 BNKLT陶瓷晶相结构和微观结构分析

3.3电学性能测量

3.3.1压电振子的谐振特性和等效电路

3.3.2电学参数的测量

3.3.3测量结果

3.4本章小结

第四章BNKLT陶瓷单片式中频带通滤波器

4.1引言

4.2几种常用的单片式带通滤波器

4.2.1分割电极的长条形单片滤波器

4.2.2分割电极的圆片形单片滤波器

4.2.3分割电极的方片形单片式陶瓷滤波器

4.3制作过程

4.4测试与结果分析

4.4.1振子的测试

4.4.2器件的测试

4.4.3结果分析

4.5本章小结

第五章BNKLT陶瓷多节梯形带通滤波器

5.1引言

5.2构成原理

5.2.1单片压电振子的滤波作用

5.2.2两片压电振子组合后的滤波作用

5.3结构型式

5.4制作过程

5.4.1压电振子的制作

5.4.2压电振子的调节

5.4.3器件装配

5.5结构设计和测试

5.6结果分析

5.7本章小结

第六章BNKLT陶瓷能阱模单片式滤波器

6.1引言

6.2工作原理

6.3制作过程

6.4测试和结果分析

6.5本章小结

第七章结论和创新点

7.1本论文的主要结论

7.2本论文主要创新点

参考文献

作者在攻读硕士学位其间参加的研究项目

作者在攻读硕士学位其间发表的论文目录

作者在攻读硕士学位其间参与研究取得的国家发明专利目录

致谢

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