1、Li2MgTi3O8微波微波微波微波介質(zhì)介質(zhì)介質(zhì)介質(zhì)陶瓷的低溫?zé)Y(jié)陶瓷的低溫?zé)Y(jié)陶瓷的低溫?zé)Y(jié)陶瓷的低溫?zé)Y(jié)及及及及介電介電介電介電性能研究性能研究性能研究性能研究ThestudyoflowtemperaturesinteringdielectricpropertiesofLi2MgTi3O8microwavedielectricceramics學(xué)科專業(yè)：材料學(xué)研究生：王麗婧指導(dǎo)教師：孫清池副教授天津大學(xué)材料學(xué)院二零一二年十二月摘摘摘摘

2、要要要要近年來(lái)，微波技術(shù)迅猛發(fā)展，而應(yīng)用于無(wú)線通訊系統(tǒng)中的基板、天線、諧振器及濾波器等都離不開(kāi)微波介質(zhì)材料的不斷發(fā)展，高品質(zhì)低成本的微波介質(zhì)材料成為研究重點(diǎn)。本論文以尖晶石結(jié)構(gòu)的Li2MgTi3O8微波介質(zhì)陶瓷為研究對(duì)象，采用傳統(tǒng)的固相合成法制備，并對(duì)其進(jìn)行XRD、SEM測(cè)試分析，探討了體積密度、顯微結(jié)構(gòu)對(duì)于介電性能的影響。首先，本文研究了Li2MgTi3O8微波介質(zhì)陶瓷的制備工藝，分別討論了合成溫度、球磨時(shí)間、燒結(jié)溫度對(duì)Li2MgTi

3、3O8陶瓷的相結(jié)構(gòu)、燒結(jié)性能及介電性能的影響。研究表明，合成溫度為900oC，二次球磨時(shí)間為12h，燒結(jié)溫度為1075oC，試樣的體積密度ρ=3.335gcm3，達(dá)到理論密度的95.25%，低頻介電性能為εr=31.17，tanδ=9.87104，微波介電性能為εr=27.3，Qf=38867GHz。其次，通過(guò)對(duì)Li2MgTi3O8陶瓷添加助燒劑BCB來(lái)降低燒結(jié)溫度，并研究對(duì)其燒結(jié)性能和介電性能的影響。BCB的添加量為1.0%的Li2M

4、gTi3O8陶瓷，在950oC燒結(jié)保溫4h，試樣的體積密度ρ為3.16gcm3，相對(duì)密度達(dá)到91.3%，同時(shí)可得到較好的微波介電性能：εr=26.1，Qf=24827GHz。助燒劑BCB可降低陶瓷燒結(jié)溫度的機(jī)理為液相燒結(jié)。最后，依據(jù)A位的離子半徑大小，選擇了Zn2，Co2，Mn2來(lái)?yè)诫s取代Li2MgTi3O8中的Mg2離子，制備出Li2Mg1xMxTi3O8(M=Zn，Co，Mn)，x=0.02~0.08的微波介質(zhì)陶瓷，并研究了摻雜對(duì)L

5、i2MgTi3O8陶瓷體系的相結(jié)構(gòu)、燒結(jié)性能以及介電性能所產(chǎn)生的影響。XRD結(jié)果顯示，摻雜ZnO、Co2O3、MnO2都不會(huì)影響Li2MgTi3O8主晶相的形成，也沒(méi)有第二相的生成。隨著Zn摻入量的增加，陶瓷的晶粒生長(zhǎng)更加充分，晶粒尺寸增大，分布均勻。當(dāng)摻雜量x=0.06時(shí)，試樣可在1075oC達(dá)到致密化，體積密度達(dá)到3.360gcm3，是理論密度的95.8%，也具有良好的微波介電性能：εr=26.58，Qf=44800GHz。Co2摻

6、雜取代Mg2有助于陶瓷試樣顯微結(jié)構(gòu)的致密化，晶粒生長(zhǎng)發(fā)育良好。當(dāng)Co摻雜量x=0.06時(shí)，試樣具有較好的微波介電性能：εr=26.6，Qf=42500GHz。摻雜MnO2會(huì)減小晶粒的尺寸，當(dāng)摻雜量x=0.06時(shí)，試樣可在1075oC達(dá)到致密化，體積密度達(dá)到3.351gcm3，是理論密度的95.1%，也具有良好的微波介電性能：εr=25.8，Qf=36800GHz。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：：：：微波介質(zhì)陶瓷Li2MgTi3O8微波介電性