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Li2ZnTi3O8基微波介质陶瓷具有优异的微波介电性能,较低的烧结温度(1075°C),如果能将该陶瓷的烧结温度降低至900°C以下,使其可与Ag共烧,并且保持较高的εr和Q×f值,将是理想的LTCC介质材料。本文首先系统研究了Li2ZnTi3O8陶瓷的烧结特性、物相组成、显微结构及结构与性能的相互关系等一系列基础和技术问题,确立了制备Li2ZnTi3O8陶瓷的最佳制备工艺。Li2ZnTi3O8陶瓷在预烧900°C,二次球磨4h,烧结1080°C时获得最佳微波介电性能:εr=25.4,Q×f=76,600GHz,τf=-11.6ppm/°C。为了实现Li2ZnTi3O8陶瓷的低温烧结,分别掺杂H3BO3、MgO-B2O3-SiO2(MBS)、ZnO-B2O3-SiO2(ZBS)三种烧结助剂。添加1.0wt%的H3BO3能够将陶瓷的烧结温度降低至880°C,1.0wt%H3BO3+Li2ZnTi3O8陶瓷在880°C烧结4h时获得最佳微波介电性能:εr=25.9,Q×f=50,200GHz,τf=-6.8ppm/°C;添加2.0wt%的MBS或ZBS玻璃都能在900°C时成瓷,其中,2.0wt%MBS+Li2ZnTi3O8陶瓷在900°C烧结4h时获得最佳微波介电性能:εr=25.4,Q×f=56,200GHz,τf=-9.9ppm/°C;2.0wt%ZBS+Li2ZnTi3O8陶瓷在900°C烧结4h时获得最佳微波介电性能:εr=24.4,Q×f=52,400GHz,τf=-14.4ppm/°C。为了改善Li2ZnTi3O8陶瓷的微波介电性能,研究A位和B位离子置换对Li2ZnTi3O8陶瓷结构与性能的影响。研究发现,在Li2Zn(Ti1-xSnx)3O8体系中,Sn4+取代Ti4+能够提高陶瓷的Q×f值,但却减小了陶瓷的介电常数和谐振频率温度系数。当x=0.2,在1080°C烧结4h获得最佳微波介电性能:εr=22.1,Q×f=79,500GHz,τf=-24ppm/°C。在Li2Zn(Ti1-xZrx)3O8体系中,Zr4+取代Ti4+改善了陶瓷的谐振频率温度系数,但降低了陶瓷的介电常数和Q×f值,当x=0.2,在1120°C下烧结4h时获得最佳微波介电性能:εr=22.6,Q×f=66,500GHz,τf=-8.7ppm/°C。在Li2(Zn1-xMgx)Ti3O8体系中,Mg2+取代Zn2+虽然降低了陶瓷的Q×f值,但提高了陶瓷的介电常数,且大大改善了谐振频率温度系数,当x=0.8,在1080°C下烧结4h时获得最佳微波介电性能:εr=26.8,Q×f=42,400GHz,τf=-1.8ppm/°C。