溶胶—凝胶法低温制备纳米钛酸镁粉体

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1、浙江大学硕士学位论文摘要现代移动通信、无线局域网、全球卫星定位系统等整机设备及其核心配套微波器件向小型化、轻量化、高频化、集成化等方向发展，对微波介质陶瓷特性提出了更高要求。因此，目前微波介质陶瓷研究主要集中在纳米化、低温化、高频化等方面。MgTi03体系陶瓷是一种良好的高频微波介质陶瓷，已经广泛应用于制备谐振器、滤波器、天线等腔体器件，但存在烧结温度高(1400"C以上)、烧结温区窄、颗径大等闯题，难以满足小型化、低成本化的片式多层微波器件制备要求。本文根据器件，j、型亿、低成本记发展特点和要求，以及MgTi03陶瓷研究现状和

2、存在问题，以Ti(OC4Hg)4、低成本无机盐Mg(N03)2．6t／20(替代有机盐)为先驱体，采用溶胶．凝胶法，控制相关溶胶、凝胶条件和粉体表面特征，低温制备出分散性好的纳米MgTi03粉体，可满足超薄流延膜制备要求，为微波器件的小型化奠定了基础。主要研究及研究结果如下：(一)纳米MgTiOa粉体低温稍备相关条件研究。研究表明；无水乙醇、硝酸镁、钛酸丁酯、冰醋酸等浓度及配液次序直接影响着溶胶．凝胶状态特征。按无水乙醇／硝酸镁(摩尔比)=8，无水乙醇／钛酸丁酯(摩尔比)=8，无水乙醇中加入等体积的冰醋酸调节PH值，获得稳定的溶

3、胶。干凝胶在600℃热处理1h后，粉体的主晶相为MgTi03。颗粒尺寸为10-30rim，但有严重的团聚现象。(二)Mg'riOs溶胶系统特性改性研究。针对MgTi03制备过程中的团聚现象，研究了不同PEG系列、不同含量的表面改性剂的表面改性机理及效果。研究表明：表面活性剂使有机羧酸盐的分解温度从370"(2提高到410"(2左右，MgTi03晶化温度从625℃提高到700℃。加入4wt％的表面活性剂PEGl000后。在700℃热处理lh，制备出分散性好、粒径约为20rim舱纳米钛酸镁粉体，解决了纳米团聚现象。(三)纳米MgTi

4、Oa粉体烧结、介电性能及相关纳米效应研究。研究表明：纳米MgTi03具有较大的比表面积，改善了粉体的烧结特性及介电性能，纳米MgTi03可在1200"C可获得均匀致密的陶瓷体(与固相法相比，烧结温度降低200℃左右)．获得了优良的微波介电性能：8r_16．6，Qf--42600GHz。关键词：溶胶一凝胶法微波介质陶瓷纳米粉体表面改性烧结性能介电性能浙江大学硕士学位论文AbstractThedevicesandcomponentsofmobilecommunication，wirelessLANandGPSsystenlswere

5、developedtominiaturization,highfrequencyandintegration,whichrequiredexcellentperformanceofmicrowavedielectricceramics．Therefore，thestudiesonmicrowavedielectricceramicswerefocusedonnano-powders，lowsintefingtemperatureandhighfrequency．MgTi03ceramicsisanexcellentmicrowa

6、vedielectricceramicstofabricatecomponentsworkingathi曲Bequencysuchasresonators，filtersandantennas．However,ithassomedisadvantagessuchaShigllsinteringtemperature(over1400"C)，narrowsinteringtemperaturerangeandlargepowderparticles．Therefore，itisdifficulttopreparemultilaye

7、rmicrowavecomponentsofminiaturizationandlowcost．BasedonrequirementsofcomponentsforminiaturizationandlOWcost,andoncurrentdevelopmentandexistingproblemsofMgTi03ceramics，Ti(OC4Hg)4andMg(N03)2．6H20(10wcost，insteadoforganicsaiOwereused嬲precursors．MgTi03nano-powderswithgoo

8、ddispersivityweresynthesizedusingsol—gelmethodbycontrollingtheconditionsofthesolandthegel，andthesln'facecharaeteristiesofpowders．Th