《微波陶瓷的研究现状及发展趋势(nxpowerlite)》

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1、万方数据2009．NO．4陶瓷微波陶瓷的研究现状及发展趋势刘明刚李小池(西安科技大学材料科学与工程学院西安710054)摘要微波陶瓷作为具有极好介电性能的功能陶瓷材料．已广泛应用于微波通信、卫星通信、移动通信、电子对抗、机载及电子对抗设备中．并且极大地促进了相关领域的发展。综述了微波陶瓷各类体系的研究现状和发展趋势．展望了微波陶瓷的应用前景。关键词微波陶瓷分类综述研究现状发展趋势ResearchStatueandProspectofMicrowaveCeramicsLiuMinggang．LiXiaoch

2、i(MaterialsScienceandEngieeringlnsfitnte。Xi’anUniversityofScienceandTechnology．Xi‘an．710054)Abstract：Asfunctionalceramics．microwaveceramicshaveexcellentdielectricpropertiesandhavealreadywidelyusedonmicrowavecommunication，satellatecommunication，mobilecommu

3、nication，dectroniecountermeasurelaircraft—borneandECMequipment。theyhavealsogreatlypromotedthedevelopmentofrdateddomain．Thispaperreviewedtheresearchsta—tU$andprospectofeachkindsystemofmicrowaveceramics．theapplicationprospectofmicrowaveceramicswasalsofore·c

4、astedatlast,．KeyWords：Microwaveceramics；Clssificafion；Review；ResearchstatusfProspect随着现代通讯技术的发展，特别是在信息化浪潮席卷全球的今天，为满足通讯和信息终端便携化、轻量化和小型化，人们在努力减小谐振电路的尺寸。因此寻求高介电常数Er、高品质因数Q·f和低频率温度系数rf的材料和发展多层片式元件一直是研究的热点。微波陶瓷材料即是一种满足上述要求的新型功能电子陶瓷Llj。经过近年来迅速的发展，它已经成为制造微波介质滤波器

5、、谐振器和鉴频器等器件的关键材料‘2

6、。微波陶瓷是指在300MHz～300GHz的微波频率范围内具有极好介电性能的陶瓷材料并且应用于微波频段电路中作为介质材料完成一种或多种功能的陶瓷，在微波电路中发挥着介质隔离、介质波导以及介质谐振等功能¨]。微波陶瓷作为一类电介质材料，遵循电介质的物理特性，以电极化的方式响应电场的作用。其主要性能参数有介电常数Er、品质因数Q·f和谐振频率的温度系数rf，这三种特性的结合决定了微波谐振器是否可行。1微波陶瓷的主要类型及研究现状1．1微波陶瓷的主要类型目前，微波陶瓷体系主

7、要包括钛酸盐系列和一些复杂的锆酸盐系列。已付诸实用的微波介质材料主要有以下几个体系”引：①BaO—Ti02系；②BaO—Ln203一Ti02(Ln=La，Pr，Nd，Sm，Eu，Gd)系；③复合钙钛矿A(13∽,Ⅸ，。)O。(A—Ba，Sr；B—Mg，Zn，Co，Ni，Mn；B-一Nb，Ta)系；④铅基钙钛矿系等。下面就上述各个体系进行详细分析。1．2微波陶瓷各体系的研究现状1．2．1BaO—Ti02系钛酸钡是在研究高介电系数钛酸盐陶瓷的过程中偶然发现的，它具备异常大的介电常数。Ba0一Ti02材料最初是

8、作为电容器用介质材料，在第二次世界大战中的1942～1945年间，由美、日、苏各自独立发现。1946年，Robert发现BaTiO。陶瓷具有压电性，由此，钛酸钡压电陶瓷在此后几十年的工程技术上得到了广泛的应用L9J。后来发现Ba0一Ti02系统含有多种化万方数据·20陶瓷2009．No．4合物，其介电性能随着Ti()：含量的变化而改变，其中BazTi。()z。、Ba’l、i；(X陶瓷具有优异的微波介电性能。在4GHz条件下，Ba：，l、b()。。的Q值为8000，介电常数适中(￡为40左右)，并具有良好的

9、谐振频率温度系数(rf为十2ppm／‘C)。BaTi；O。属于正交晶系，同样在4(；Hz下，Er一38，Q=9000K，rf一一4．9×10‘5／℃，加入少量WO。可调节其温度系数，如加入摩尔分数为10％的wO。改性，可使其温度系数接近于0。目前，Ba：Ti。()20和BaTi。()9已经作为制造微波介质谐振器的材料得到了广泛的应用￡J川。Ba2Ti。0：。和BaTi。O。材料的主要缺点是Q值不太高，而且频率温度系数不易调整。