谐振频率温度系数近零TiO2-(Zn1/3Nb2/3)O2-ZrO2系微波介质陶瓷

摘要

在过去的几十年中，微波介质陶瓷在谐振器、滤波器等方面的应用已经受到社会广泛的关注。在移动通信发展越来越便捷的现在，人们对微波介质陶瓷的性能提出了更高的要求。在谐振器、滤波器方面的应用上通常要求微波介质陶瓷满足三个条件：（1）中介电常数（25<εr<50）；（2）高品质因数（Q×f>40000GHz）；（3）以及谐振频率温度系数近零（–10≤τf≤10ppm/℃）。本文确定以掺杂0.5wt％CuO的xTiO2-y(Zn1/3Nb2/3)O2-(100–x–y)ZrO2三元微波介电陶瓷体系作为研究对象，利用矢量网络分析仪、扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）等仪器系统地研究陶瓷配方组成、烧结温度、显微结构和微波介电性能之间的关系。
　　本文首先研究xTiO2-y(Zn1/3Nb2/3)O2-(100–x–y)ZrO2（y=14-28；3(x–40)=8(y–20)）陶瓷。研究表明，在掺杂0.5wt%CuO情况下，所有陶瓷样品的最佳烧结温度在1260-1300℃之间，最大密度随着y的增加从5.10g/cm3降低到4.56g/cm3；当y=18-24时，在1260-1300℃烧结后，陶瓷样品的谐振频率温度系数均近零（–10≤τf≤10ppm/℃），并且其他微波介电性能良好：εr=37-43，Q×f=21000-28000GHz@~4.8-5.8GHz。
　　本文接着研究了xTiO2-y(Zn1/3Nb2/3)O2-(100–x–y)ZrO2（y=29.56-66.67；20(x–44.17)=–8.13(y–40)）陶瓷。研究发现，在掺杂0.5wt%CuO情况下，对于不同y的取值，陶瓷样品的最佳烧结温度不同。随着y的增加，最佳烧结温度从1340℃降低到1160℃，陶瓷样品最大密度从4.35g/cm3升高到5.10g/cm3，相对介电常数εr逐渐从37增加46；不同y取值的陶瓷样品τf均近零（8≤τf≤13ppm/℃），并且Q×f=12500-17500GHz@~5.1-5.4GHz。

目录

声明

1 绪 论

1.1引 言

1.2微波介质谐振器及其参数要求

1.3用于微波介质谐振器材料体系及国内外发展现状

1.4选题意义及研究内容

2 样品的制备及表征

2.1样品的制备过程

2.2样品的表征及测试

3 xTiO2-y(Zn1/3Nb2/3)O2-(100–x–y)ZrO2 (3(x–40)=8(y–20)) 系微波介质陶瓷

3.1引 言

3.2 实验步骤

3.3晶相分析

3.4显微结构分析

3.5烧结特性

3.6微波介电性能

3.7本章小结

4 xTiO2-y(Zn1/3Nb2/3)O2-(100–x–y)ZrO2 (20(x–44.17)=–8.13(y–40))系微波介质陶瓷

4.1引 言

4.2实验步骤

4.3晶相分析

4.4烧结特性

4.5微波介电性能

4.6本章小结

5 总结与展望

5.1总 结

5.2展 望

致谢

参考文献