低损耗复合微波介质陶瓷的研究

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1、摘要微波介质陶瓷(MicrowaveDielectricCeramic。姗Dc)是一种新型的、应用于微波通讯的功能陶瓷。近年来，随着微波通讯不断向着高频化方向的飞速发展，对微波介质陶瓷的性能提出了越来越高的要求，包括高的介电常数(e，)，低的介电损耗(tan5)和接近于零的频率温度系数(t，)。本论文针对这一技术背景，选取了具有正负谐振频率温度系数的两种材料进行温度补偿，以期获得具有同时满足上述三种条件的新型复合微波介质陶瓷。本论文选取了三个材料体系作为研究对象，分别对这三个体系的烧结特性、微观结构和微波性能进行了研究，而且

2、为了降低这三种材料体系烧结温度以适应未来工业化生产的要求，均采用了特定含量的低温烧结助荆CuO，具体内容如下：(1)CuO掺杂的(1却(Nao．sLao．0Ti03(NLT)+xCeCh复合微波介质陶瓷材料。对于该体系首先研究了在特定CuO含量下该复合体系的烧结性能、微观结构和微波介电性能。研究表明。在较低温度下就能形成致密陶瓷，且当0．1≤工≤O．9时陶瓷均由NLT和Cc02相组成。由于复合的原因，当工值逐渐增加时，体系的介电常数线性下降，Qf却非线性增加，而谐振频率温度系数由正变为负，且当a--o．9时得到了6．7ppⅡ

3、w的近零值：其次还研究了在特定烧结温度下掺入不同CuO含量对0．2(Na0，5‰．5)Ti03+O．8Cc02烧结性能、微观结构和微波介电性能的影响。研究表明。CuO有效地降低了该复合体系的烧结温度，改善体系的微观结构。随CuO含量的增加，体系的介电常数er和Qf值均不断下降。当CuO的掺入量为0．25wt％，在1400℃烧结，保温2．5小时的条件下，在该复合体系中可得到e,-=39．1，Qf=15130GHz的最佳微波介电性能。(2)CuO掺杂的(1-x)Cao6‰2砸7Ti03+xCeO

4、复合微波介质陶瓷材料。研究了该复

5、合体系的微观结构和微波介电性能。研究表明，当组分Cc02的摩尔数z从0增加到I时，体系的介电常数￡，从111．2线性降低到22．5；谐振频率温度系数tf从x--0时的正值+297．8ppnfl／'C线性变化为x=l的负值-54．2ppm／'C；而Qf值则呈非线性增加。当组分x----O．85，且在1400"C烧结时，可获得岛=32．2，Qf=6682Gl'lz，矸斗5ppm／'C的新型微波介质陶瓷。(3)(Cao．61Ndo．26)'ri03+xNd(Mg=，2币l，2)03+1wte／eCuO复合微波介质材料。研究了复合体

6、系的微观结构和微波介电性能．研究表明，当0≤J≤1．0时体系均形成了完全的固溶体，且随着组分工的增加。体系的介电常数呈下降趋势，Qf值逐渐升高，谐振频率温度系数由正变为负，且在0．3

7、idelyusedaskeyfunctionalmaterialsinwirelesscommunicationsystems．Recentlywiththerapiddevelopmentofmicrowavecommunicationtowardhigherfrequency,m盯candmorestrictrequirementshavebeenimposedtoMWDC，whichincludes11i曲pemfittivity(呻，extremelylowdidectrieIoss(tan6)andnem'-ZOl

8、'Otemperaturecoefficientofresonantfrequency0f)．Inthepresentthesis．themicrowavedielectricceranlies、ⅣimoppositeffvalueshavebeenchosentocompensatethetemperaturecoefficientforthesakeofobtainingnovelMWDCsthatsatisfytheaboverequirements．Thesinteringproperties、micresUuctm

9、毯andmicrowavedielectricpropertiesofthethreesystemshavebeeninvestigated,inaddition,acertainamountoflowtemperaturesinteringadditiveCuOwasaddedinord