光固化3D打印制备高性能BaTiO_(3)压电陶瓷

光固化3D打印技术在制备异形压电陶瓷方面具有广阔的应用前景。本文采用数字光处理技术制备了钛酸钡(BaTiO3)压电陶瓷,研究了坯体形貌、烧结温度对钛酸钡微观结构的影响。结果表明,曲拉通X-100的引入使陶瓷料浆的黏度小于3 Pa·s,同时陶瓷粉体的引入未改变树脂的性质。陶瓷坯体层间结合良好,且无明显缺陷。烧成后的BaTiO_(3)陶瓷内部含有四方与正交两种晶相,剩余极化强度为27.6μC/cm^(2),矫顽场为4.6 kV/cm,相对介电常数为2512,介电损耗为0.0091,居里温度为167℃,介电常数为182 pC/N。

微波陶瓷介质滤波器成型烧结工艺可靠性研究

该文从微波陶瓷材料NP37本身出发,压制标准件,通过对密度、电性能测试及内部切片形态观测验证不同成型压力、烧结设备(气氛炉和隧道炉)、烧结温度工艺下对坯体制作性能及可靠性的影响。研究表明,在成型压力2000 kg、隧道炉1160℃烧结工艺下,坯体性能及可靠性测试结果最佳。将其用于介质滤波器的坯体制作、介质滤波器坯体的切片、扫描电镜(SEM)测试、热震试验及温度冲击试验,结果验证了此成型烧结工艺可靠性较高。结果表明,通过验证标准件成型烧结工艺指导介质滤波器生产的方法能有效地提高产品可靠性。

(Zr,Ti)O_(4)基微波薄膜介质基片制备关键工艺研究

素坯成型工艺对微波陶瓷材料在微波薄膜介质基片产品中的工程化应用具有关键影响。目前关于(Zr,Ti)O_(4)主晶相系统微波介质陶瓷材料的研究主要集中在降低(Zr,Ti)O_(4)陶瓷烧结温度、掺杂改性优化其介电性能、Q×f值(品质因数与频率的乘积)等配方优化方面。本文以(Zr,Ti)-O4基微波陶瓷材料为原材料,通过研究中介微波薄膜介质基片关键成型工艺对其物相结构、微观形貌和介电性能的影响,发现不同素坯成型工艺方式对(Zr,Ti)O_(4)基陶瓷的致密度、介质损耗值、Q×f值等影响显著。采用方式四进行薄膜介质基片的制备,获得的(Zr,Ti)O_(4)基薄膜介质基片致密度较高,气孔率低,陶瓷材料的介质损耗低至1.1×10^(-4),15 GHz下Q×f值高达50000。本文通过对不同素坯成型方式的研究,以期为(Zr,Ti)O_(4)基微波陶瓷材料薄膜介质基片的工程化应用提供理论支撑。

微波介质陶瓷粉体的合成方法研究

综述了目前合成微波介质陶瓷粉体的各种方法,包括熔盐法、微波合成法等“固相合成法”和溶胶-凝胶法、水热法、共沉淀法、Pechini法等“湿化学合成法”以及结合两者的干湿混合法。介绍了各种合成方法的原理及应用,并对它们的优缺点进行了评价。在固相法中,熔盐法具有合成温度低、合成时间短、产物纯度高、粒度相对较小等特点,同时具有操作简单、易于工业化生产的优点而具有良好的发展前景。在湿化学法中,溶胶-凝胶法由于可以实现分子水平上的混合及得到纳米级的粉体,也具有十分巨大的潜在应用价值。

微波介质陶瓷的中低温烧结

综述了近年来微波介质陶瓷在低温烧结方面的研究进展.为降低微波介质陶瓷的烧结温度,传统的方法是添加氧化物或低熔点玻璃作为烧结助剂、采用化学合成方法和使用超细粉体作为起始原料.另外,发展具有低烧结温度的新的微波介质陶瓷材料体系也是一种有效的方法.

BiNbO_4微波介质陶瓷的研究

本文研制V2O5和V2O5－CuO复合添加的BiNbO4微波介质陶瓷．实验结果表明：CuO－V2O5复合添加，比单独加入V2O5能大幅度地降低BiNbO4陶瓷的烧结温度，有效地抑制晶粒异常生长，促使瓷体晶粒尺寸较为均匀和致密，降低高频和微波频率的tanδ值．CuO-V2O5复合添加BiNbO4介质陶瓷，在3GHz频率下，εr＝44；

低温低介电陶瓷的制备及其性能影响因素

为了获得低温、低介电、低成本的优质陶瓷,采用高温固相反应法、以天然叶蜡石为原料,以BaCO3、MgO和SiC等为助剂制备了介电陶瓷。通过对陶瓷的宏观性能、介电性能、热学性能和力学性能等的测试,探讨了助剂对陶瓷性能的影响。结果为一定量的BaCO3和MgO可以改善陶瓷的烧结性、电学性能和热膨胀性,而SiC则可以改善陶瓷的增韧作用。在优化工艺条件的基础上获得了电阻率为(1.34～19.28)×1011Ω.cm、介电常数为2～4(1kHz时)、介质损耗小于0.004(1kHz时)、气孔率小于1%、热膨胀系数为(4～5)×10-6K-1,抗弯强度近400MPa的优质介电陶瓷。

陶瓷厚膜和薄膜混合电致发光器件

使用PbMg1/ 3Nb2 / 3O3 PbTiO3 PbCd1/ 2 W1/ 2 O3三元系电容器瓷料 ,采用流延工艺成膜 ,丝网印刷内电极 ,在 930～ 950℃下低温烧结的方法制备了陶瓷衬底。陶瓷厚膜在室温下的相对介电常数εr>1.4× 10 4 ,损耗tanδ≈ 1% ,具有极高的品质因素 (大于等于 80 μC/cm2 )。理论分析了电致发光器件的阈值电压与绝缘介质特性的关系。直接在陶瓷厚膜上制备了MIS结构和MISIM结构的以陶瓷厚膜为绝缘层的ZnS

溶胶-凝胶(Sol-Gel)法制备BaTiO_3陶瓷的铁电和介电性质研究

研究了钛酸钡体相陶瓷的铁电性和介电性 .以硬脂酸、氢氧化钡和钛酸四丁酯为原料 ,用Sol Gel法合成BaTiO3 .生成的前体粉末是无定型的 ,在空气中 75 0℃下焙烧凝胶 1h得到BaTiO3 四方晶 .自发极化Pr、剩余极化Ps 和矫顽场Ec 的值分别为 5 .5 12 μc/cm2 、12 .2 85 μC/cm2 和 334 2V/cm ,介电常数ε为 2 713(2 0 0～ 15 0 0 0 0Hz) .

铋层状结构压电陶瓷的制备与性能优化

采用固相烧结工艺制备了(SrBi2Nb2O9)x(Na0.5Bi2.5Nb2O9)1–x(SBN–NBN,x=0.1,0.3,0.6,0.9)新型铋层状结构无铅压电陶瓷。用X射线衍射仪、扫描电镜、介电和铁电测试系统分析SBN–NBN的结构、微观形貌与性能。结果表明:随着SBN含量的增加,样品均形成了稳定的层状铋结构,Curie温度(θC)减小,铁电–顺电相变弥散减弱,当x≤0.6时,剩余极化强度(2Pr)和矫顽场(Ec)均增大,当x>0.6时,2Pr和Ec均减小。当x=0.6时,θC>650℃,2Pr=18.93μC/cm2,Ec=86.79kV/cm,均大于两单体系的。进一步研究了SBN和NBN两个预合成粉料的共混工艺对其性能的影响。结果表明:共混工序的差异对烧结体的物相结构没有产生明显影响,但对铁电性能产生了不容忽视的影响,两预合成粉造粒前混合比造粒后混合制得样品的θC高,弥散特性弱且易于极化。

天线罩用多孔氮化硅陶瓷的制备

采用反应烧结工艺,通过添加成孔剂的方法,制备出具有球形宏观孔的低密度多孔氮化硅陶瓷,研究了球形宏观孔和烧结工艺对多孔氮化硅陶瓷性能的影响。实验结果表明,与未添加成孔剂的样品相比,成孔剂的添加有效降低了材料的气孔率,使材料的介电常数ε′和介电损耗tanδ下降。孔的加入能促进针状氮化硅的生成,降低单位体积中产生的热量,防止局部过热从而避免硅熔现象的出现。缓慢的升温速率可促进α-Si3N4的生成,减少针状物,降低试样中游离硅的含量。烧结后的试样经过热处理可以使氧原子扩散进入材料内部,和试样中的游离Si结合成SiO2,降低试样的介电性能。

Li_2ZnTi_3O_8微波介质陶瓷烧结工艺的研究

采用传统固相反应法制得Li2ZnTi3O8微波介质陶瓷,研究了主要烧结工艺参数对所制陶瓷的物相组成、显微组织及微波介电性能的影响。结果表明:经900℃预烧并在1 075℃保温4 h所得陶瓷试样只含有单一的Li2ZnTi3O8相;另外,其显微组织均匀,气孔等缺陷较少,相对密度达到98.5%,且具有良好的介电性能:εr=26.6,Q·f=75 563 GHz,τf=–12.4×10–6/℃。

孔结构对氮化硅陶瓷介电性能的影响

采用添加成孔剂和冰冻-干燥法制备了具有不同气孔率的氮化硅多孔陶瓷,研究了该陶瓷在9.3GHz的微波介电性能。用SEM对微观形貌进行观察。结果表明,不同的成型工艺制备出具有不用孔结构的氮化硅多孔陶瓷,添加成孔剂制备的多孔陶瓷为较大的孔、洞分布在较致密的基体上;冰冻-干燥法制备的多孔陶瓷具有复合孔结构。对试样介电特性的研究表明,除了气孔率对介电常数和介电损耗有较大影响外,孔结构也是影响其介电特性的重要因素。

掺镍钛酸钡纳米粉体及其陶瓷的溶胶-凝胶制备

目的研究焙烧温度和烧结温度对由溶胶-凝胶法制备的掺镍钛酸钡样品微结构及介电性能的影响。方法采用溶胶-凝胶法制备了掺镍钛酸钡粉体及其陶瓷，通过FT-IR，XRD，SEM和TEM对干凝胶粉体、预烧粉体以及陶瓷进行了表征，并测定陶瓷的介电性能。结果采用溶胶-凝胶法可制备纳米级（30～80nm）掺镍钛酸钡粉体及其细晶陶瓷（1—3μm）；较高的焙烧温度有利于四方相钛酸钡的形成和晶粒的长大，但降低了陶瓷的介电常数；较高的烧结温度有利于陶瓷居里点介电常数的提高，合适的焙烧温度及烧结温度分别为800℃和1300℃。结论溶胶-凝胶法可制得组成均匀、性能优异的介电材料，是制备多组分掺杂钛酸钡陶瓷的理想方法。

Ba_(0.65)Sr_(0.35)TiO_3陶瓷的制备工艺及其介电性能研究

应用传统陶瓷制备工艺制备了Ba0.65Sr0.35TiO3陶瓷,探讨了制备Ba0.65Sr0.35TiO3陶瓷的最佳工艺条件.用激光粒度分布仪测试预烧粉料的粒度分布,用XRD衍射仪观察陶瓷的物相结构,用SEM观察陶瓷的显微结构,用Archimedes方法测量陶瓷的绝对密度,用低频阻抗分析仪测试陶瓷的介电性能.实验结果表明:应用传统陶瓷制备工艺获得结构致密、性能优良的Ba0.65Sr0.35TiO3陶瓷的最佳工艺条件为:1050℃预烧2h,1390℃烧结2h.此工艺条件下制备的陶瓷的介电常数约为4200,介电损耗约0.002,密度为5.4631g cm3.

预烧工艺和CeO_2添加剂对(1-x)LaAlO_3-xCaTiO_3微波介质陶瓷性能的影响

利用常规固相法制备了[(1–x)LaAlO3-xCaTiO3]+yCeO2陶瓷(y为CeO2的质量分数),研究了预烧工艺和CeO2添加剂对所制陶瓷微波介电性能的影响。结果表明,LaAlO3与CaTiO3一次预烧能获得较好的微波介电性能,CeO2添加剂能有效提高材料的烧结性能和微波介电性能。(0.4LaAlO3-0.6CaTiO3)+0.2%CeO2陶瓷经1 450℃烧结5 h后能获得最佳微波介电性能:εr=43.1、Q·f=29 700 GHz、τf=–2.4×10–6/℃。

高介薄型陶瓷芯片电容制备工艺研究

研究了高介薄型陶瓷芯片电容的金属化和微小元件的精密切割工艺。分别采用TiW/Au层、TiW/Ni/Au层和TaN/TiW/Au层制备电极,并采用电容器绝缘电阻的偏压特性和温度特性、电容器电容量和介电损耗的温度特性表征了电容在电极金属化工艺中不同电极材料对高介薄型陶瓷电容器性能的影响,优选出了电极制备的膜系结构。通过选择刀具类型,优化切割固定方法,本工作有效规避了切割崩边和卷边问题,实现了微小元件的精密切割,成功制备出一种性能优异的高介薄型陶瓷芯片电容器。

细晶Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3(BST)陶瓷材料的制备与介电性能

采用改进的 Sol-gel 工艺和传统烧结技术制备了晶粒尺寸在0.15～10μm 的 Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3(BST)陶瓷,观察了样品的显微结构,并对样品的介电性能进行了测试,分析了晶粒尺寸对材料介电性能的影响。实验结果表明:改进的 Sol-gel 工艺和两步烧结法可以有效地控制 Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3(BST)陶瓷的晶粒尺寸。晶粒尺寸的降低,材料的介电常数也随之下降,介电峰呈现明显的铁电-顺电弥散相变;但当陶瓷的晶粒尺寸<1μm,介电常数出现峰值,铁电相变温区变窄。

烧成工艺对(MgZn)TiO_3微波介质陶瓷性能的影响

以(MgCO3)4.Mg(OH)2.5H2O、ZnO、TiO2为原料,固相反应法烧结成瓷。运用XRD、SEM、阻抗分析仪和网络分析仪对(Mg1-xZnx)TiO3(MZT)材料的相组成、微观显微结构及微波介电性能进行分析。系统研究了预烧温度对MZT系统介电性能的影响。结果表明,不同的预烧工艺可影响MZT材料的烧结性能和微波介电性能。(Mg0.9Zn0.1)TiO3材料1 170℃预烧,1 250℃烧结时,具有较好的介电性能:介电常数rε=17.7,品质因数Q.f=0.1 PHz。频率温度系数(τf)约为-79×10-6/℃。(Mg0.7Zn0.3)TiO3材料1 100℃预烧,1 250℃烧结时,其rε=18.7,Q.f=90 THz,τf约为-50×10-6/℃。

一种基于光刻打印技术的5G微波陶瓷介质滤波器的研制

基于CST2019三维全波电磁场仿真软件和精确的陶瓷材料立体光刻成形技术,研制了一款可用于5G通信的0.9Al2O3-0.1TiO2微波介质陶瓷滤波器。该介质陶瓷中Al2O3和TiO2摩尔比为9∶1。实验结果表明,0.9Al2O3-0.1TiO2微波陶瓷在1 550℃烧结2 h,1 000℃后退火5 h,具有优异的介电性能,相对介电常数为12.3,品质因子和谐振频率乘积为111 800 GHz,温度系数为1.1×10-6/℃。滤波器的插入损耗和回波损耗的测试结果满足5G通信工程要求。