论文部分内容阅读
本文以稀土铌酸盐微波介质陶瓷NdNbO4为研究对象,通过调节Nd/Nb摩尔比和利用CaF2掺杂的方法提高体系的微波介电性能,通过添加CuO助烧剂降低体系的烧结温度,探索陶瓷体系的最佳工艺参数,对NdNbO4系微波介质陶瓷的晶体结构、物相组成和微波介电性能进行了系统的研究。首先,本文采用传统的固相陶瓷工艺制备NdNbO4微波介质陶瓷,系统研究了不同Nd/Nb摩尔比对NdNbO4陶瓷的烧结行为、物相组成、显微形貌以及微波介电性能的影响,当Nd/Nb摩尔比为1.15:1时,陶瓷体系达到最佳微波介电性能。在这个最佳Nd/Nb摩尔比的基础上,研究了NdNbO4陶瓷的固相合成制备工艺参数对陶瓷体系介电性能的影响,得到了性能优良、致密度很高的NdNbO4陶瓷,最佳工艺参数为预烧温度为900℃,二次球磨时间为6h,烧结温度为1275℃。其次,通过掺杂不同质量分数的CaF2进一步提高NdNbO4微波介质陶瓷的微波性能,系统研究了不同CaF2掺杂量对NdNbO4陶瓷体系的烧结行为、晶体结构、显微形貌以及微波介电性能的影响。研究发现,随着CaF2掺杂量的改变,NdNbO4陶瓷的物相组成、晶粒尺寸和介电性能均会发生较大变化。CaF2的掺杂量对NdNbO4陶瓷体系的介电常数和Q×值均产生较大影响。其介电性能变化的原因主要是由于杂相CaNb2O6的产生以及其对材料致密度、缺陷和阳离子有序度等的影响。最后,为了有效降低NdNbO4陶瓷体系的烧结温度,采用CuO单独掺杂以及CuO-2.0wt%CaF2联合掺杂的方式,系统地研究了两种掺杂方法对NdNbO4陶瓷体系低温烧结的影响、作用机理以及CuO的掺杂对NdNbO4陶瓷体系微波介电性能的影响。通过XRD、SEM等实验方法,揭示了掺杂不同质量分数CuO的NdNbO4陶瓷的微观结构与介电性能的关系。