高频基板材料介电常数温度系数测试研究

本文针对介电常数温度系数测试系统面临的温度均匀性设计问题,设计研制出低温达-50℃,高温达170℃带状线测试腔,其温度均匀性≤0.5℃,并经计量认证。用该系统对于温度系数介于-20ppm/℃^+20ppm/℃的罗杰斯高频基板材料与单点温控系统介电常数温度系数测试结果进行比较,其结果更为准确。

CSBT-BNT-NT系高介瓷料α_ε系列化的研究

进行了具有高介电常数的 (Ca,Sr,Ba) Ti O3(CSBT) - Ba6 - 3x Nd8+ 2 x Ti1 8O5 4 (BNT) - Nd2 Ti2 O7(NT)系瓷料介电常数温度系数 (αε)系列化的研究 ,采用多相混合控制技术 ,按李赫涅德凯混合法则 ,调整该三元系瓷料αε系列。研制的瓷料介电性能 :εr=90～ 15 0 ;tgδ( 2 0℃ ,1 MHz) ≤ (0 .5～ 5 .0 )× 10 - 4 ;αc( - 2 5～ + 85℃ ) =((0～ - 75 0 )± 6 0 )× 10 - 6℃ - 1 ;ρv( 2 0℃ ,DC 1 0 0 V) ≥ 10 1 2 Ω· cm。

纯钛酸镁的制备及改性研究

按照非化学计量比配料,采用固相反应法制备了纯MgTiO3粉体,并在MgTiO3粉体中掺入CaTiO3以调节MgTiO3陶瓷的介电常数温度系数τε,掺入Nd2O3或CeO2改善其Q·f值、绝缘特性及微观形貌。结果表明:MgO与TiO2按照摩尔比1.03:1:00配料并提高预烧温度至1100℃,可以消除杂相得到高纯度MgTiO3粉体。最终获得了εr=17.8,Q·f=65000(7GHz),τε=±10–5/℃,ρ=9.5×1012?·cm的MgTiO3微波介质陶瓷。

低温度系数PTFE/SiO_(2)复合材料的制备及介电性能优化

为同时优化PTFE/SiO_(2)复合材料的介电常数(ε_(r))和介电常数温度系数(τ_(ε)),采用湿法混合、压延成型及热压烧结工艺,制备了SiO_(2)陶瓷粉平均粒径D_(50)分别为8、18和26μm,陶瓷粉含量分别为58%、59%、60%、61%、62%、63%和64%的复合材料,研究SiO_(2)陶瓷粉粒径和含量对ε_(r)和τ_(ε)的影响。以陶瓷粉粒径和含量为共同因子,分别以ε_(r)和τ_(ε)为变量,建立两个双因子模型。利用重叠等值线图和响应优化器进行响应共优化。根据模型的预测,当陶瓷粉平均粒径D_(50)=18μm,陶瓷粉含量为61.36%时,PTFE/SiO_(2)复合材料的介电常数为2.94,温度系数为1.8971×10^(-6)/℃。以该优化配方进行实验验证,连续制备四批PTFE/SiO_(2)复合材料,ε_(r)和τ_(ε)全部落入95%预测区间内,均值分别为2.942和1.35×10^(-6)/℃,满足高频微波电路应用对复合材料的介电性能要求。

钛酸钙、钛镁酸镧及钛锌酸镧系微波介质陶瓷材料研究

采用传统陶瓷工艺制备的钛酸钙、钛镁酸镧体系(CT+LMT)在微波介质陶瓷滤波器的制造中存在相对介电常数ε_r及品质因数Q_f不够理想的问题,为得到具有更优ε_r值和Q_f值的微波陶瓷材料,同时取代高介含铅微波陶瓷材料,研究了在CT+LMT系材料的基础上,通过掺入钛锌酸镧(LZT)改性,形成CT+LMT+LZT新材料体系,同时改进工艺获得了更高的相对介电常数和品质因数。结果表明:(1–y)CaTiO_3+y La(Zn_((1–x)/2)Mg_(x/2)Ti_(1/2))O_3系材料,当0.20≤x≤0.60,0.40≤y≤0.70时能获得相对介电常数ε_r≥55,品质因数Q_f≥40 000,频率温度系数τ_f≤±100×10^(–6)℃^(–1)的微波介质陶瓷材料。

基于热力学理论的电介质性质研究

电介质材料在物理学的研究中具有非常重要的地位.文章由外电场对电介质作功出发分别推导了电介质所满足的热力学基本方程和Maxwell微分关系,并且由此出发导出了在绝热条件下电介质温度随电场强度变化的规律、介电常数的温度系数变化的规律、等温电致伸缩效应和压电效应的表达式.通过分析可以得出结论,对于介电常数的温度系数(TKE)小于零的电介质,在绝热条件下减小外电场时,电介质的温度将降低.因此利用这个效应可以使电介质通过绝热去电获得致冷效应.

Ca[(Li1／3Nb2／3)1-xZr3x]O3-δ陶瓷微波介电特性

研究了B位Zr4+取代对Ca[(Li1/3Nb2/3)1-xZr3x]O3-δ(0.02≤x≤0.1,CLNZ)陶瓷的微观结构及微波介电特性的影响。当0.02≤x≤10mol%时,体系为单一钙钛矿相.随Zr4+含量的增加,品质因素下降,谐振频率温度系数由-16.3ppm/℃增加到-7.3ppm/℃,而品质因素下降.分析了谐振频率温度系数(τf)随容忍因子(t)的变化关系。当Zr4+含量为5mol%时,陶瓷微波介电性能最佳:εr=31.6,Qf=13100GHz,τf=-9.4ppm/℃。

新型四元系铋基焦绿石陶瓷的介电性能

采用固相反应烧结工艺制备了(Bi1.5Sr0.5)(M1.5Nb0.5)O7(BSMN,M=Sn4+、Zr4+)新型铋基焦绿石陶瓷。X射线衍射分析表明,BSSN和BSZN陶瓷均形成了立方焦绿石单相结构,无杂相产生。不同于BSSN,BSZN陶瓷材料在1MHz具有显著的正介电常数温度系数特性。四价阳离子Sn4+、Zr4+的分别引入,使得两种材料的介电常数及其温度系数有很大的差别。由于立方焦绿石的主干骨架为顶角相连的BO6八面体[1-2],而氧八面体之间的关联程度与介电性能尤其是介电常数有本质联系。进一步讨论了四价取代阳离子对材料的介电性能的作用规律。