微波介质陶瓷YTiNbO6的制备和性能研究

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为了满足通信技术如移动电话、全球定位系统等迅速发展的需要,主要用于谐振器的微波介质陶瓷材料必须具有高介电常数εr以减少谐振器的尺寸,高品质因数Qf以保证高频率选择性和稳定性,很低的谐振频率温度频率系数(τf)来减少温度变化对性能的影响。本文以铌酸盐微波介质陶瓷YTiNbO6为研究对象,采用传统的固相陶瓷烧结方法制备样品,并用XRD和EDS分析相结构,SEM观察表面形貌,网络分析仪(Agilent-8719ET)测试其微波介电性能。首先,采用传统的固相烧结法制备YTiNbO6微波介质陶瓷样品,研究了烧结工艺因素:煅烧温度、烧结温度和保温时间对其组成、显微结构、烧结性能和微波介电性能产生的影响。其次,研究了掺杂ZnO和MnO2作为烧结助剂对YTiNbO6微波介质陶瓷烧结性能、相结构、显微结构和微波介电性能的影响。本文的主要研究结果如下:(1)采用传统的固相烧结法制备出了介电性能优良的YTiNbO6微波介质陶瓷。得到了最佳工艺参数:煅烧温度1150℃、烧结温度1380℃、保温4h,此时样品的微波介电性能:εr=20.2,Qf=19548 GHz,τf=-58.39 ppm/℃。(2)掺杂适量的ZnO可以提高YTiNbO6陶瓷的微波介电性能,当掺杂量为1Wt%时,样品具有较好的综合微波介电性能:εr=20.67,Qf=29253 GHz,τf=-56.66ppm/℃。(3)掺杂适量的MnO2可以提高YTiNbO6陶瓷的微波介电性能,当掺杂量为0.5 Wt%时,样品具有较好的综合微波介电性能:εr=21.15,Qf=25048 GHz,τf=-51.19ppm/℃。(4)MnO2和ZnO的掺杂都可以稍微降低烧结温度,起到助烧剂的作用,烧结温度可以从1380℃降低到1340℃。
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