正钛酸镁基陶瓷微波介电性能和耐压性能研究

摘要

本文以Mg2TiO4基陶瓷材料为研究对象,采用添加氧化物、离子替代等手段调节Mg2TiO4基陶瓷材料的微波介电性能和耐压性能,通过添加ZBG和CBS降低烧结陶瓷材料的烧结温度。
　　Mg2TiO4为一种多孔陶瓷,为改善Mg2TiO4陶瓷的烧结特性,对Mg2TiO4陶瓷掺杂ZBG和CBS玻璃。ZBG的掺杂使得Mg2TiO4陶瓷的致密化温度降低200℃左右,同时提高了陶瓷材料的致密性。当ZBG的掺杂为2wt％,在1300℃时得到最佳的微波性能和耐压性能。CBS的掺杂同样具有助烧和致密化的作用,当CBS掺杂量为1wt%时,得到较佳的微波性能和耐压性能。当CBS掺杂较高时,材料的性能恶化较为严重。
　　为得到晶粒尺寸小,晶粒均匀的陶瓷材料,向Mg2TiO4中掺杂MgO,并掺杂一定量的ZBG。探讨MgO含量对Mg2TiO4陶瓷相成分、微观形貌、微波介电性能和耐压性能的影响。研究表明MgO和ZBG的掺杂能提高材料的致密性,降低材料的晶粒尺寸,从而在保证较高的微波介电性能的情况下,得到较好的耐压性能。
　　本章中选取(Mg0.9Zn0.1)2TiO4作为基底材料,对其进行掺杂ZBG和CBS。对ZBG掺杂的研究表明,Zn2+对Mg2+的取代,有效的降低了陶瓷的晶粒尺寸,当ZBG的掺杂量为2wt%时,在1300℃时得到最佳的微波介电性能,而由于晶粒尺寸较小有利于耐压性能的提高,当在1275℃时得到最佳的耐压性能。对CBS的研究表明,MgTiO3相的出现有利于介电常数的提高,当CBS掺杂量为1wt%得到较佳的微波性能和耐压性能。
　　依据前面的实验,选取(Mg0.9Zn0.1)2TiO4-MgO-2wt%ZBG配比研究厚度对耐压性能的影响。研究结果表明,随着厚度的增加,样品的击穿场强迅速降低,对数据进行拟合可以得到:Eb=42.24*d^(-0.86)KV/mm。

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1 绪论

1.1 现代通信技术与微波介质陶瓷

1.2 微波陶瓷材料发展和应用

1.3 微波陶瓷材料的性能参数

1.4 耐压陶瓷材料的研究现状

1.5 耐压陶瓷材料的影响因素

1.6 MgO-TiO2体系的研究方法和研究进展

1.7 课题的提出与研究内容

2 实验过程和性能测试

2.1 实验原料

2.2 陶瓷样品制备工艺流程

2.3 陶瓷样品性能测试

3 ZBG和CBS掺杂对Mg2TiO4陶瓷材料结构和性能的影响

3.1 引言

3.2 实验方法和性能测试

3.3 ZBG玻璃掺杂对Mg2TiO4微波介质陶瓷结构和性能的影响

3.4 CBS玻璃掺杂对Mg2TiO4微波介质陶瓷结构和性能的影响

3.5 本章小结

4 MgO含量对Mg2TiO4陶瓷材料结构和性能的影响

4.1 引言

4.2 实验方法和性能测试

4.3 MgO含量对Mg2TiO4陶瓷材料结构的影响

4.4 MgO含量对Mg2TiO4陶瓷材料微波介电性能的影响

4.5 MgO含量对Mg2TiO4陶瓷材料击穿场强的影响

4.6 本章小结

5 ZBG和CBS掺杂对(Mg0.9Zn0.1)2TiO4陶瓷结构和性能的影响

5.1 引言

5.2 实验方法和性能测试

5.3 ZBG掺杂对（Mg0.9Zn0.1)2TiO4陶瓷结构和性能的影响

5.4 CBS掺杂对（Mg0.9Zn0.1)2TiO4陶瓷结构和性能的影响

5.5 本章小结

6 厚度对(Mg0.9Zn0.1)2TiO4-MgO-2wt%ZBG材料耐压性能的影响

6.1 引言

6.2 试验方法和性能测试

6.3 厚度对(Mg0.9Zn0.1)2TiO4-MgO-2wt%ZBG耐压性能的影响

6.4 (Mg0.9Zn0.1)2TiO4-MgO-2wt%ZBG陶瓷的微波介电性能

6.5 本章小结

7 论文总结

致谢

参考文献

附录 攻读硕士学位期间发表论文