【摘 要】
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论文主要研究了BaO-TiO.ZnO(BTZ)系微波陶瓷材料和微波介电性能测试两方面的问题.通过改变BTZ系统的.Ti/Ba比和ZnO含量,并添加适量的NbO、SnO和MnCO等物质,改变陶瓷的微观结构和烧结性能,将烧结温度从高温降至中温(1160℃),并获得了优异的介电性能.Zn和Nb联合取代Ti可形成复合型固溶体,产生液相烧结.Sn取代Ti,形成置换型固溶体,降低体系自由能,降低烧结温度.Sn
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论文主要研究了BaO-TiO<,2>.ZnO(BTZ)系微波陶瓷材料和微波介电性能测试两方面的问题.
通过改变BTZ系统的.Ti/Ba比和ZnO含量,并添加适量的Nb<,2>O<,5>、SnO<,2>和MnCO<,3>等物质,改变陶瓷的微观结构和烧结性能,将烧结温度从高温降至中温(1160℃),并获得了优异的介电性能.Zn<2>和Nb<5+>联合取代Ti<4+>可形成复合型固溶体,产生液相烧结.Sn<4+>取代Ti<4+>,形成置换型固溶体,降低体系自由能,降低烧结温度.Sn<4+>和变价的Mn<2+>充当氧化剂,抑制Ti<4+>的还原,提高了系统的Q值.通过添加玻璃,可使烧结温度进一步降低到低温(960℃).
通过控制预烧温度、烧结温度、球磨时间等工艺参数,调节系统的相组成和微观结构,从而得到优异的介电性能.预烧过程中生成的中间相BaTi<,5>O<,11>等对于主晶相BaTi<,4>O<,9>和Ba<,2O<,20>的生成具有重要意义.改变烧结温度可以显著调节陶瓷的致密度和介电参数.球磨工艺能够促进粉体细化和改变系统组分,对介电性能也有重要影响.
研究得到两种BTZ系微波陶瓷材料,有关参数如下:
在微波陶瓷介电性能测试方面,采用了波导法和开式腔谐振法.
对于波导法,利用最小二乘法和迭代法成功解决了厚度谐振和多值问题.分析表明这种算法在介电常数随频率变化率较大时也非常有效.
对于开式腔谐振法,给出了三种不同的算法:(1)线性插值或三次样条插值；(2)基于最小二乘法的经验公式(适于手算)；(3)人工神经网络.分析了有关算法的精度、复杂度等问题.对神经网络算法,根据问题的特点选用部分神经网络模型,明显简化了计算,提高了速度.对微波材料测试及相关领域的研究具有重要意义.
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