【摘 要】
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本论文对SrO-V2O5系微波介质陶瓷进行了细致研究。为了降低烧结温度和提高陶瓷的微波介电性能,采用了钙离子掺杂、调节V元素的含量、添加硼酸钠等方法,在625℃～1000℃温度范围内分别合成了三种微波介电性能优良的陶瓷材料:Sr0.5Ca0.5V2O6、Sr2V1.90O7、Sr3（VO4）2+1wt.%Na2B4O7·10H2O。运用到X射线衍射分析、DSC-TG、SEM、TEM、拉曼光谱等分析
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本论文对SrO-V2O5系微波介质陶瓷进行了细致研究。为了降低烧结温度和提高陶瓷的微波介电性能,采用了钙离子掺杂、调节V元素的含量、添加硼酸钠等方法,在625℃～1000℃温度范围内分别合成了三种微波介电性能优良的陶瓷材料:Sr0.5Ca0.5V2O6、Sr2V1.90O7、Sr3（VO4）2+1wt.%Na2B4O7·10H2O。运用到X射线衍射分析、DSC-TG、SEM、TEM、拉曼光谱等分析检测手段。辅以理论计算,剖析了外在因素（第二相的存在、相对密度、晶粒形态、气孔等）和内在因素（晶体结构、键长、阳离子有序度、键价、离子极化率）与本体系陶瓷材料的微波介电性能的关联。在Sr V2O6的Ca置换改性研究中发现,掺入钙离子后出现了性能更优的第二相Ca V2O6。随着Ca V2O6相增多,样品烧结更加致密。相对密度决定了Sr1-xCaxV2O6（0≤x≤0.5）陶瓷材料的Q×f。与纯相Sr V2O6微波介质陶瓷相比,掺入钙后,保持了超低温（625℃）烧结条件,材料的Q×f值和τf值均有明显的提升。钒含量对Sr2VxO7（1.80≤x≤2.05）陶瓷材料微波介电性能的影响至关重要。当V微过量时,只有Sr2V2O7单相存在,但Sr2V2.05O7陶瓷中存在过大的晶粒和孔隙。当V缺位时,适量的第二相Sr3（VO4）2使得主晶相Sr2V2O7的晶胞体积达到相对较大的值、提高了致密度、改变了拉曼峰的半高宽,提高了体系中阳离子的有序度,由此改善了整个体系的Q×f。单相Sr2V2O7的|τf|趋近于零的原因在于平均键强度的降低,使得恢复[VO4]四面体倾斜状态更容易。当Sr3（VO4）2相越多时,外在缺陷的影响力大于内在缺陷,第二相的正τf值补偿了主相的负τf值。离子极化率、摩尔体积、密度都影响着介电常数。950℃下烧结的Sr2V1.90O7陶瓷具有出色的微波介电性能:εr～11.1,Q×f～36,500GHz,τf～-35.6ppm/℃。用硼酸钠作为外掺剂成功地将Sr3（VO4）2陶瓷的烧结温度从1000℃左右降低至675℃。少量硼砂的掺入不会破坏Sr3（VO4）2的晶体结构,生成的低熔点Na2O-SrO-V2O5-B2O3玻璃产生了助烧效果,晶粒大小均匀。Na2O-SrO-V2O5-B2O3玻璃相应当具有负τf值,补偿了Sr3（VO4）2的正τf值。725℃烧结条件下,Sr3（VO4）2+1wt.%Na2B4O7·10H2O陶瓷的τf值达到了+2.5ppm/℃。同时由于V-O键谐振以及晶格振动空间的变化,使Q×f保持在较高值。
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