温度对Mg4Nb2O9合成的影响

Mg4Nb2O9具有与α-Al2O3相同的刚玉型晶体结构,可望成为取代氧化铝陶瓷的新一代高Q值基板陶瓷.在900～1400℃温度范围内,合成了Mg4Nb2O9化合物,采用X射线粉末衍射法进行了相结构分析.结果表明,生成物中含有Mg4Nb2O9、Mg4Nb2O6和MgO三种物相,主晶相是Mg4Nb2O9;在900～1300℃温度范围内,随着温度的升高,MgNb2O6和MgO反应生成Mg4Nb2O9相,主晶相含量线性增加,但在1300℃以上,主晶相含量随温度的升高而减小;Mg4Nb2O9相的最佳合成温度为1300℃.这些结果对研究开发Mg4Nb2O9微波基板材料有着重要的意义.

烧结助剂对Mg4Nb2O9陶瓷性能的影响

研究了Bi2O3-V2O5、CuO-Bi2O3-V2O5、Li2CO3-V2O5掺杂对Mg4Nb2O9陶瓷烧结特性和微波介电性能的影响。通过XRD分析材料物相组成,结果表明,CuO-Bi2O3-V2O5、Bi2O3-V2O5的添加能有效地将Mg4Nb2O9陶瓷烧结温度从1 350℃降至950℃,但同时陶瓷的品质因数(Q.f)有很大恶化。掺杂w(Li2CO3-V2O5)=3%,试样致密化温度降至950℃,保温5 h,其具有良好的微波介电性能:介电常数(rε)为14.0,Q.f为83 276 GHz。

Ba(Mg1/3Nb2/3)O3-Mg4Nb2O9复相陶瓷微波介电性能研究

采用传统固相法制备了(1-x)Ba(Mg1/3Nb2/3)O3-xMg4Nb2O9[(1-x)BMN-xM4N2,x=0.003~0.125]微波介质陶瓷,研究了相结构、烧结性能与介电性能随x的变化规律。结果表明:BMN与M4N2可以两相共存,且二者间存在有限固溶,BMN的烧结温度及高温稳定性有所降低。随着x的增大,介电常数εr和谐振频率温度系数τf逐渐减小,Q×f值的变化易受到BMN有序参数S的影响,高度1:2有序的x=0.026陶瓷获得了最大Q×f值125000 GHz。综合来看,在1320℃下保温4 h烧结的x=0.125样品表现出最佳的微波介电性能:εr=26.6,Q×f=111000 GHz,τf=5 ppm/℃。

V_2O_5和Li_2CO_3共掺杂对Mg_4Nb_2O_9陶瓷烧结行为及微波介电性能的影响

采用固相法,制备了Mg4Nb2O9(MN)微波介质陶瓷,研究了V2O5和Li2CO3共掺杂对Mg4Nb2O9陶瓷烧结行为、相结构、显微结构和微波介电性能的影响.结果表明,采用1.5%V2O5和1.5%Li2CO3共掺杂,能够将Mg4Nb2O9(1 350℃)陶瓷的烧结温度降至925℃,且有助于Mg4Nb2O9单相的形成.3.0%(V2O5,Li2CO3)共掺杂样品在925℃空气中烧结5 h可获得良好的微波介电性能(介电常数为13.7,品质因数为77 975 GHz).

高能球磨法制备Mg_4Nb_2O_9微波介质陶瓷及其表征

采用高能球磨法制备粉体,粉体球磨60h后在900℃保温3h预烧合成Mg4Nb2O9纯相,研究了由高能球磨所得粉体制备的Mg4Nb2O9陶瓷的相结构、显微组织和微波介电性能随烧结温度的变化关系。X射线衍射检测Mg4Nb2O9陶瓷在1150～1200℃烧结过程中有微量的MgNb2O6和Mg5Nb4O15杂相产生,烧结温度高于1200℃时,样品为Mg4Nb2O9纯相;样品收缩率和密度随烧结温度的增大而增加,在1200℃趋于饱和,分别为13.6和4.22g/cm3(相对密度96.42%);样品的气孔含量随烧结温度增大降低,晶粒尺寸随烧结温度增大而增大,介电常数和品质因数随烧结温度的增大而增加;1200℃烧结的样品具有高的致密度、清晰的显微组织,平均晶粒尺寸为3.5μm,微波介电性能εr=12.6,Q·f=133164GHz,τf=-56.69×10-6/℃。实验结果表明,高能球磨有效促进球磨后粉体在900℃低温合成Mg4Nb2O9纯相;并降低Mg4Nb2O9陶瓷的烧结温度到1200℃,改善了陶瓷的谐振频率温度系数,有望成为新一代中温烧结微波介质材料。

添加TiO_2对Mg_4Nb_2O_9陶瓷的结构与性能的影响

Mg4Nb2O9具有与α-Al2O3相同的刚玉型晶体结构,可望成为新一代高Q、低ε基板材料。然而,该材料却具有很大的负谐振频率温度系数(τf=-7.05×10-5/℃),期望通过添加TiO2(τf=4.50×10-4/℃)以达到调整的目的。适量的添加TiO2将Mg4Nb2O9陶瓷的烧结温度降低了约100℃,并增强了陶瓷的性能,微波介电性能与其密度呈线性关系。由于添加的TiO2与Mg5Nb4O15反应形成了(Ng,Ti)5(Nb,Ti)4O15第二相,使得TiO2对该陶瓷τf值的调整作用不显著。1300℃、5h烧结添加质量分数为2.5%的TiO2的Mg4Nb2O9陶瓷具有最佳的性能:εr=13.61,Q·f=196620GHz,τf=-5.04×10-5/℃。

低温烧结Mg_4Nb_2O_9-0.75wt%V_2O_5-1.5wt%Li_2CO_3微波介质陶瓷及其性能研究

采用高能球磨法制备陶瓷,研究了0.75wt%V2O5和1.5wt%Li2CO3共掺杂对Mg4Nb2O9陶瓷的烧结性能和微波介电性能的影响。实验结果表明0.75wt%V2O5和1.5wt%Li2CO3共掺杂有助于Mg4Nb2O9陶瓷在烧结过程中形成液相,促进低温致密化烧结,进而降低陶瓷的烧结温度。900℃烧结Mg4Nb2O9陶瓷,结构致密、组织均匀,平均粒径0.75μm,εr=12.58,Q×f=5539 GHz。随烧结温度升高,晶粒长大,密度升高,εr和Q×f值增大。微波介电性能表征表明Mg4Nb2O9-0.75wt%V2O5-1.5wt%Li2CO3陶瓷在950℃下低温烧结,获得εr=13.07,Q×f=10858GHz的亚微米级陶瓷,其优良的微波介电性能使其有望成为新一代低温烧结低介高频微波介质基板材料。

Mg_4(Mb_(2-x)Sb_x)O_9陶瓷的制备与微波介电性能

采用传统固相反应法制备了Mg4(Nb2-xSbx)O9陶瓷,研究了该材料的烧结性能、物相结构、显微组织和微波介电性能。X射线衍射结果显示,在x小于或等于1.6的范围内,形成了具有α-Al2O3刚玉型晶体结构的连续固溶体,晶轴长度和晶胞体积均随着锑含量的增加而降低。在x等于2.0时,Mg4Sb2O9的物相结构发生了变化,晶轴长度和晶胞体积也发生了突变。当0.4x0.8时,陶瓷的烧结温度从1400℃降低到了1300℃;而当x1.2后,陶瓷的烧结性能和微波介电性能均降低。在1300℃,5h的烧结条件下,Mg4(Nb1.6Sb0.4)O9陶瓷的微波介电常数(εr)为12.26,Q·f为168450GHz。

Mg_4Nb_2O_9/Ag共烧微波介质陶瓷性能研究

采用固相法,制备了Mg4Nb2O9微波介质陶瓷,研究了银粉与Mg4Nb2O9陶瓷粉体的化学兼容性和微波介电性能.通过X射线衍射谱(XRD)、扫描电镜(SEM)等分析测试手段,对材料的晶相组成、显微结构进行了研究.采用V2O5、Li2CO3复合掺杂来降低Mg4Nb2O9陶瓷的烧结温度,以便能够与银粉匹配共烧.结果表明,1.5%V2O5和1.5%Li2CO3(VLi)共掺杂可使925℃烧结无第二相生成.该陶瓷良好的整体微波介电性能可用于微波材料.

低温烧结Mg_4Nb_2O_9微波介质陶瓷

研究了V2O5对Mg4Nb2O9陶瓷的烧结温度、相结构和微波介电性能的影响。结果表明,添加1%~8%的V2O5,能使该陶瓷的烧结温度降低到1000~1050℃而对其微波介电性能的影响很小,材料的主晶相为有序型刚玉结构的Mg4Nb2O9,存在Mg4Nb2O6和Mg5Nb4O15杂相而没有检测到V2O5的存在。陶瓷的密度对微波介电性能起着决定性作用,介电常数εr与密度成线性关系（在99.99%的置信限内,其相关系数为0.98252）,Q·f值与密度的关系较复杂。添加1%的V2O5,将Mg4Nb2O9陶瓷的烧结温度降低到了1050℃,得到了εr=12.72,Q·f=151040GHz的优异性能。

(Mg_(4-x)Li_(2x))(Nb_(1.92)V_(0.08))O_9陶瓷微波介电性能

采用固相合成法制备了(Mg_(4-x)Li_(2x))(Nb_(1.92)V_(0.08))O_9系列微波介质陶瓷。通过XRD、SEM以及HP网络分析仪等测试手段对其烧结特性、晶体结构和微波介电性能进行了系统研究。结果表明:x<0.3时形成了(Mg_(4-x)Li_(2x))(Nb_(1.92)V_(0.08))O_9固溶体;x≥0.3时,除主相(Mg_(4-x)Li_(2x))(Nb_(1.92)V_(0.08))O_9外,还有少量第二相Li3Mg2NbO6生成。微波介电常数ε随x的增大持续升高,品质因数Q则先增大后减小。x=0.2,950℃,5h烧结样品的微波介电性能达到最佳:ε=12.7,Q.f=14078GHz(f0=8GHz)。

反应烧结法制备Mg_4Nb_2O_9陶瓷及其微波介电性能的表征

采用反应烧结法制备Mg4 Nb2 O9陶瓷，省去预烧阶段，优化了制备工艺，研究得到Mg4 Nb2 O9陶瓷样品的相组成、微观形貌以及微波介电性能随着烧结温度的变化关系．由 XRD检测到陶瓷在1200～1450℃均得到纯相的Mg4Nb2O9陶瓷，在1400℃烧结保温3 h所得陶瓷密度为4．13 g/cm3（相对密度94．25％），样品具有清晰的微观形貌，微波介电性能为：εr＝12．1，Q＆#215;f＝169000 GHz，τf＝-55．55＆#215;10-6℃-1．

添加V_2O_5对Mg_4Nb_2O_9微波介质陶瓷性能的影响

采用固相反应法制备了Mg4Nb2O9微波介质陶瓷,研究了添加V2O5对其烧结温度、微观结构和介电性能的影响。结果表明:当添加0.5%(质量分数)的V2O5时,Mg4Nb2O9陶瓷的烧结温度从1350℃降低到1150℃,烧结温度范围拓宽为1150～1300℃;在1150℃烧结5h后,其介电性能达到最佳:εr=11.86,Q·f=99828GHz(11.2GHz),τf=–57×10–6/℃(10～90℃,1MHz)。当w(V2O5)增大到1.5%时,Mg4Nb2O9陶瓷的介电性能变差。

Mg_4Nb_2O_9/SrTiO_3复合陶瓷的烧结特性和微波介电性能

制备Li_2CO_3-V_2O_5(LV)共掺杂0.6Mg_4Nb_2O_9-0.4SrTiO_3复合陶瓷,研究了LV掺杂对其烧结特性、相结构和微波介电性能的影响。结果表明:一定量LV掺杂使0.6Mg_4Nb_2O_9-0.4SrTiO_3复合陶瓷生成了Sr(NbTi)O_(3+δ)和MgO杂相,并使其致密化烧结温度降低(至1175℃);1.5%LV掺杂,在1175℃烧结5 h的样品具有较高的微波介电性能:τ_f=0.15 ppm/℃,ε_τ=20.1,Q·f=10240 GHz(at 8.5 GHz)。