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低介电常数无铅高压陶瓷电容器材料

材料科学与工程学报 2008年第2期26卷 281-283页

作者：何伟李斌张其土南京工业大学材料科学与工程学院江苏南京210009

以钛酸锶铋(SBT)系高压陶瓷电容器材料为主要研究对象,对其掺加不同摩尔百分含量的MgTiO3,通过对陶瓷试样的耐压强度,介电常数,介电损耗等方面的研究分析,所得结果表明:当MgTiO3∶SrTiO3∶Bi2O3·3TiO2=46∶46∶8(摩尔比),烧结温度为124... 详细信息

以钛酸锶铋(SBT)系高压陶瓷电容器材料为主要研究对象,对其掺加不同摩尔百分含量的MgTiO3,通过对陶瓷试样的耐压强度,介电常数,介电损耗等方面的研究分析,所得结果表明:当MgTiO3∶SrTiO3∶Bi2O3·3TiO2=46∶46∶8(摩尔比),烧结温度为1240℃时,可获得材料性能为:Eb≈9.1kV/mm,εr≈374,tanδ≈2×10-4,介电性能较好的低介电常数无铅高压陶瓷电容器材料。

关键词：高压陶瓷电容器介电性能钛酸锶钛酸镁低介电常数

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微波加热Mg-TiO2混合物的研究

材料导报 2020年第S01期34卷 140-143页

作者：居殿春武兆勇张荣良王海风王锋严定鎏江苏科技大学(张家港)冶金与材料工程学院张家港215600 江苏科技大学张家港产业技术研究院精细冶金研究所张家港215600 钢铁研究总院先进钢铁流程及材料国家重点实验室北京100081

在氩气气氛下微波辐射加热Mg-TiO2混合物,通过XRD、SEM研究了不同n(Mg)/n(TiO2)和反应温度对产物物相、形貌的影响。n(Mg)/n(TiO2)影响产物中Mg-TiO2化合物的种类和亚氧化钛的生成,对产物的形貌没有明显影响。反应温度影响产物的物相比... 详细信息

在氩气气氛下微波辐射加热Mg-TiO2混合物,通过XRD、SEM研究了不同n(Mg)/n(TiO2)和反应温度对产物物相、形貌的影响。n(Mg)/n(TiO2)影响产物中Mg-TiO2化合物的种类和亚氧化钛的生成,对产物的形貌没有明显影响。反应温度影响产物的物相比例,温度升高会导致产物的颗粒烧结粗大。使用微波加热Mg-TiO2虽然生成了钛酸镁及亚氧化钛,但生成量少、分离困难,因此该制备方法不可取。

关键词：钛酸镁 Mg 2TiO4 亚氧化钛微波加热

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纳米MgTi_2O_5的制备

应用化学 1996年第6期13卷 93-94页

作者：彭子飞冯贵武汪国忠田兴友张伟张立德中国科学院固体物理研究所安徽大学化学系

纳米ＭｇＴｉ_２Ｏ_５的制备彭子飞，冯贵武，汪国忠，田兴友，张伟，张立德（中国科学院固体物理研究所合肥２３００３１，安徽大学化学系合肥）关键词ＭｇＴｉ_２Ｏ_５，纳米材料，制备，共沉淀钛酸镁是高频低介电常数的电容陶瓷材料... 详细信息

纳米ＭｇＴｉ_２Ｏ_５的制备彭子飞，冯贵武，汪国忠，田兴友，张伟，张立德（中国科学院固体物理研究所合肥２３００３１，安徽大学化学系合肥）关键词ＭｇＴｉ_２Ｏ_５，纳米材料，制备，共沉淀钛酸镁是高频低介电常数的电容陶瓷材料，以往合成ＭｇＴｉ２Ｏ５的方法都采...

关键词：纳米材料制备共沉淀钛酸镁电容陶瓷材料

Sintering Study of Ceramic Material Based on Magnesium Titanate in Presence of Lithium Fluoride Additives

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材料科学与工程（中英文A版） 2012年第7期2卷 550-559页

作者： Ahmad Kassas Jerome Bernard Ce1ine Lelievre David Houivet Tayssir Hamieh Laboratory of Materials Catalysis Environment and Analytical Methods (MCEMA-CHAMSI) Faculty of AgriculturalEngineering and Veterinary Medicine and Faculty of Sciences Lebanese University Beirut Lebanon LUSAC (EA4253) Site Universitaire B.P. 78 50130 CHERBOURG-OCTEVILLE France

Ceramic porous MgTiO3 materials have been prepared by classical solid-state route. The sintering of ceramic samples with different LiF contents was studied using dilatometric, thermogravimetric, X-ray diffraction and microstructural analysis. The investigations results showed that the microstructure and porosity of samples were sensitive to LiF percents which generated a liquid phase eutectic (LiF-MgF2), during the heating. Also, the Mg/Ti ratio took part in the structure formation of the ceramic. High grains size layers with cubic orientation were detected at the surface of pellets sintered in air, at 900-1,000 °C, identified as Li2MgTiO4 phase, regardless of LiF amount. At 1,100 °C, the Mg2TiO4 compound, rich in Li, was found on the surface. The pores distribution in studied ceramics; depending on sintering temperature and LiF contents, has been obtained by Mercury porosimetry measurements. In these experimental conditions, dense ceramics could not be obtained, independently of the LiF amount.

关键词：陶瓷材料烧结温度氟化锂钛酸镁添加剂 MgTiO3 基础微观结构

氧化锌和铅硼玻璃料对MgTiO_3微波介质陶瓷的影响

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中国陶瓷工业 2003年第1期10卷 17-20页

作者：陈云霞刘维良肖尊文吴坚强景德镇陶瓷学院科学与工程材料学院 333001

研究了氧化锌和铅硼玻璃料的加入对MgTiO_3微波介质陶瓷的烧结和微波介电特性的影响。结果表明:氧化锌和铅硼玻璃料均可以使MgTiO_3微波介质陶瓷的烧结温度降低,在等量添加的条件下,铅硼玻璃料降低烧结温度的效果更佳,可使烧结温度降至1... 详细信息

研究了氧化锌和铅硼玻璃料的加入对MgTiO_3微波介质陶瓷的烧结和微波介电特性的影响。结果表明:氧化锌和铅硼玻璃料均可以使MgTiO_3微波介质陶瓷的烧结温度降低,在等量添加的条件下,铅硼玻璃料降低烧结温度的效果更佳,可使烧结温度降至1200℃,且器件在2～6GHz的频率范围内具有良好的介电性能。

关键词：钛酸镁添加剂微波介电特性氧化锌铅硼玻璃料 MgTiO3 微波介质陶瓷影响

用正交法优化BST/MTO铁电移相器材料性能

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电子元件与材料 2003年第11期22卷 10-12页

作者：金宇龙周洪庆吴洪忠刘敏蒋微波黄志文杨春霞南京工业大学材料科学与工程学院江苏南京210009 南京电子技术研究所江苏南京210013

利用正交试验方法研究了Bi2O3、MnCO3、SnO2等添加剂对钛酸锶钡/钛酸镁(BST/MTO)复合铁电移相器材料介电常数r、介质损耗tg以及调谐性T等性能的影响,并对影响机理作了初步探讨。实验结果表明选择合适种类与数量的添加剂能有效提高铁电... 详细信息

利用正交试验方法研究了Bi2O3、MnCO3、SnO2等添加剂对钛酸锶钡/钛酸镁(BST/MTO)复合铁电移相器材料介电常数r、介质损耗tg以及调谐性T等性能的影响,并对影响机理作了初步探讨。实验结果表明选择合适种类与数量的添加剂能有效提高铁电移相器材料的性能。通过正交试验获得综合性能优异的移相器材料性能:r=315,tg=0.002 8,T=14.27%。

关键词：正交试验铁电材料移相器钛酸锶钡钛酸镁

微带线滤波器用高Q值微波介质陶瓷的制备及性能研究

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微带线滤波器用高Q值微波介质陶瓷的制备及性能研究

作者：许振鹏天津大学

学位级别：硕士

近年来,随着第五代移动通讯技术(5G)的快速布局,虚拟现实、自动驾驶、远程医疗等新式应用场景带来数据浪潮将引起更高的电力消耗。以5G基站为例,大规模天线技术(Massive MIMO)的引入使5G基站能耗达到4G基站的3倍,如何降低微波系统功耗成... 详细信息

近年来,随着第五代移动通讯技术(5G)的快速布局,虚拟现实、自动驾驶、远程医疗等新式应用场景带来数据浪潮将引起更高的电力消耗。以5G基站为例,大规模天线技术(Massive MIMO)的引入使5G基站能耗达到4G基站的3倍,如何降低微波系统功耗成为5G发展的首要问题。高品质因数(Q值)微波介质陶瓷是低功耗微波器件的基础,综合提升微波介质陶瓷介电性能是解决5G功耗问题的关键。本文以MgTiO为基础,通过掺杂、复合等工艺,制备出具有适中介电常数、高Q值、谐振频率温度系数近零的微波介质陶瓷;并基于MgTiO陶瓷基板,研发面向5G网络的C波段(4～8GHz)低损耗陶瓷基微带线滤波器,具有重要的理论及应用价值。本文的主要研究内容及结果如下:1、为提升MgTiO微波介质陶瓷的品质因数,通过低熔点氟化物MgF掺杂形成液相促进陶瓷致密化烧结过程,并以过量镁元素掺杂改善陶瓷晶相。在此基础上进行如下分析:(1)探究了R-P相结构对品质因数的影响机理;(2)基于体积密度表征以及漏导电流变化趋势,建立了微波介质陶瓷微观结构与介电性能间的作用关系。最终制备MgTiO-3wt%MgF样品具有如下微波介电性能:ε=18.09,Qf=262,900GHz(@8.98GHz),τ=-41.5×10/℃,有望满足5G微波通信的低损耗应用需求,但谐振频率温度系数需要进一步改进。2、为调节MgTiO微波介质陶瓷的负谐振频率温度系数近零,采用具有正谐振频率温度系数的(CaSr)Ti O体系进行复合。通过分析复合体系的物相组成与微观结构,建立微波介质陶瓷介电性能与物相组成之间的内在关联。最终制备3wt%MgF掺杂0.95MgTiO-0.05(CaSr)Ti O样品具有如下微波介电性能:ε=19.99,Qf=90,100GHz(@8.72GHz),τ=-2.9×10/℃,满足低损耗微带线滤波器基板应用需求。3、基于MgTiO-3wt%MgF陶瓷基板研发了一款4阶6.1GHz的C波段平行耦合微带线滤波器。基于Agilent ADS软件系统分析了基板各性能参数对滤波器S参数的影响。最终测试结果:滤波器中心频率f=6.1GHz,相对带宽FBW约6.5%,带内插入损耗|S|小于3d B,最优值1.18d B,带内回波损耗|S|大于15d B,5.4GHz处|S|值衰减大于30d B,6.8GHz处|S|值衰减大于20d B,为5G网络C波段微波系统实现提供了新的器件选择,具有重要的应用价值。

关键词：钛酸镁微波介电性能 R-P复合相结构漏导电流微带线滤波器

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攀西钛精矿提质制备人造金红石研究

攀西钛精矿提质制备人造金红石研究

作者：李哲中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所)

学位级别：硕士

攀枝花-西昌（以下简称攀西）地区钛资源储量占我国总储量的90%,在当前选矿技术获得钛精矿的钙、镁等杂质含量高,主要用于高能耗、重污染的硫酸法钛白或酸溶性钛渣的生产,难以制备满足先进沸腾氯化工艺要求的富钛料。开发攀西钛精矿制... 详细信息

攀枝花-西昌（以下简称攀西）地区钛资源储量占我国总储量的90%,在当前选矿技术获得钛精矿的钙、镁等杂质含量高,主要用于高能耗、重污染的硫酸法钛白或酸溶性钛渣的生产,难以制备满足先进沸腾氯化工艺要求的富钛料。开发攀西钛精矿制备沸腾氯化用富钛料新技术,已成为促进我国钛产业可持续发展的重要方向。本文以攀西钛精矿氧化焙烧-磁选提质和提质矿选择性氯化制备人造金红石工艺为研究对象,针对磁化焙烧过程难调控和氯化过程杂质钙、镁难去除的问题,采用高效可控的流态化氧化焙烧和流态化氯化技术方案,重点研究揭示焙烧-磁选过程矿物转化及杂质分离规律和选择性氯化过程钙、镁关键杂质氯化行为规律,建立优化调控机制,为建立攀西钛精矿提质制备人造金红石新技术提供参考。主要取得以下研究成果:（1）攀西地区红格矿区的钛精矿中钙、镁、铝、硅等非铁杂质含量较高,主体矿相存在含锰的钛铁矿和含镁的钛铁矿及未完全解离的硅酸盐脉石,磁饱和点和矫顽力分别为2000 Gs和270 Gs,具有弱磁性。热分析和物相转变研究结果表明,钛精矿在空气中,温度550℃以上开始氧化增重并放出热量,氧化新生成的Fe2O3与未氧化FeTiO3可形成磁性固溶体xFeTiO3·（1-x）Fe2O3,但会因继续氧化转变为TiO2和Fe2O3而磁性显著减弱。（2）基于流态化氧化焙烧实验结果,焙烧优化氧化磁化温度范围为650℃～750℃,温度越高使钛精矿达到磁性极值所需时间越短。焙烧优化参数为725℃氧化30 min或650℃氧化90 min,样品中Fe2+/TFe含量比为0.51,其磁饱和点分别增大至9500 Gs和10000 Gs,矫顽力也增加至500 Gs和495 Gs,磁性明显增强。氧化后的钛精矿主体矿物与脉石边界出现一定程度的裂纹,经过湿式球磨5 min后,平均粒径可减小至42.20 μm,可基本实现脉石与主体矿物单体解离,继而有利于后续磁选分离去除。（3）不同参数下的磁选结果表明,杂质去除率随矿物粒度的减小或磁场强度的降低而略有增加,但钛回收率显著下降。在725℃氧化30min、球磨5min至平均粒径42.20μm、磁场强度0.35 T的优化条件下,钛回收率47.45%,精矿中 CaO、MgO、Al2O3 和 SiO2 含量分别为 0.28wt.%、2.17wt.%、0.63 wt.%和 1.35 wt.%,相应去除率分别为81.82%、76.51%、81.35%和83.92%,可有效实现提质。磁选尾矿的TiO2品位仍高达46.50 wt.%,可直接用于硫酸法钛白或酸溶性钛渣生产,从而实现攀西钛资源的梯级利用。（4）热力学计算分析结果表明,氧化钛精矿中的铝、硅杂质难以被选择性氯化脱除,而铁、锰、钙、镁等杂质组分均可优先于钛组分发生氯化,可实现选择性氯化除杂,结合热力学平衡区域图,随着温度的升高可实现Fe、Ca、Mg选择性氯化的热力学平衡区域均有所减小;杂质铁和钙相对于钛可易于被选择性氯化去除,而杂质镁易形成难以氯化的二钛酸镁（MgTi2O5）稳定相,不利于其氯化去除。（5）为了满足流态化对物料的粒度要求,磁选提质精矿经过烧结造粒后用于选择性氯化实验。采用一氧化碳和氯气混合气体进行选择性氯化,可将杂质铁等实现氯化挥发脱除,而杂质锰、钙、镁等反应形成氯化物可进一步水浸脱除。杂质铁、锰的去除率均随氯化温度的升高和时间延长而逐渐增加,钙可在较低温度和较短时间内实现去除,而镁的去除率需要超过900℃时才较快增加,随氯化温度升高和时间延长杂质铝可发生氯化脱除,而杂质硅也可部分去除。（6）在选择性氯化过程中,杂质镁的有效脱除是制备人造金红石的关键。氯化过程遵循未反应核收缩方式,因杂质镁主要赋存于钛铁矿物相中,随着铁的氯化挥发和镁的富集,未反应核中的镁可形成较为稳定的钛酸镁（MgTiO3）和二钛酸铁镁（MgTi2O5-Fe2Ti2O7或MgTi2O5-Fe3Ti2O10）,阻碍了镁的氯化去除和铁的深度去除,需要较高氯化温度和较长氯化时间才能有效去除,继而增加了钛的氯化损失。（7）在Cl2与CO体积比1:1、氯化温度1000℃和氯化时间60 min的优化参数下,提质钛精矿的氯化渣经水浸可得到TiO2品位为96.34 wt.%,杂质Fe2O3、MnO、CaO、MgO、A12O3 和 SiO2 含量分别为 0.64wt.%、0.01 wt.%、0.14wt.%、0.66 wt.%、0.15 wt.%和1.77 wt.%的高品位人造金红石,杂质铁、锰、钙、镁、铝的硅去除率分别为 99.53%、99.58%、81.84%、89.46%、93.84%和 51.77%。产品粒径大于100 μm占比56.33%。初步形成的焙烧磁选矿提质-选择性氯化制备人造金红石新方法,为我国攀西钛资源高效利用提供新的途径。

关键词：攀西钛精矿流态化氧化磁选提质选择性氯化钛酸镁

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高介电低损耗氮化硅基复合材料的研究

高介电低损耗氮化硅基复合材料的研究

作者：顾立湖南大学

学位级别：硕士

氮化硅(Si3N4)陶瓷材料具有优异的力学性能、良好的高温稳定性和抗腐蚀性能,是一种综合性能较优的透波材料。本文通过加入较高介电常数的添加剂TiO2和钛酸镁,在满足材料力学性能的使用基础上,改善氮化硅基复合材料的介电性能,使其能够... 详细信息

氮化硅(Si3N4)陶瓷材料具有优异的力学性能、良好的高温稳定性和抗腐蚀性能,是一种综合性能较优的透波材料。本文通过加入较高介电常数的添加剂TiO2和钛酸镁,在满足材料力学性能的使用基础上,改善氮化硅基复合材料的介电性能,使其能够满足材料高介电低损耗的使用需求。主要研究结果如下:(1)本文通过添加Y203作为烧结助剂,采用气压烧结法制备一定气孔率、高强度和优良介电性能的氮化硅陶瓷材料。研究表明,Y2O3含量对材料有重要影响,在烧结助剂Y203含量为4wt%时,材料的弯曲强度和弹性模量分别达到最大值267MPa和116GPa,其介电常数达到最大值4.77,此时介电损耗为最小值4.5×10-3。(2)采用不同烧结工艺条件,研究了高介电添加剂TiO2含量对氮化硅基复合材料的影响。结果表明,1700℃烧结后,材料气孔率控制在21～33%,弯曲强度为167～202MPa,弹性模量为72～92GPa。在更高温度1750℃烧结后,材料气孔率降低,孔径大小分布均匀,弯曲强度和弹性模量在TiO2含量为25wt%时达到最大值259MPa和140GPa。1750℃烧结后,致密氮化硅基复合材料的弯曲强度和弹性模量在TiO2含量为5wt%时达到最大值380MPa和261GPa。(3)采用不同烧结工艺条件,研究了钛酸镁含量对氮化硅基复合材料的影响。结果表明,添加钛酸镁的氮化硅基复合材料达到一定致密性。1700℃烧结后,材料弯曲强度和弹性模量在钛酸镁含量为5wt%时达到最大值451MPa和273GPa;1750℃烧结后,其值在同样的钛酸镁含量时达到最大值486MPa和282GPa。1750℃烧结后,致密复合材料弯曲强度和弹性模量在钛酸镁含量为5wt%时达到最大值477MPa和274GPa。(4)TiO2和钛酸镁的添加,都有利于提高氮化硅基复合材料的介电常数,其介电损耗也增大。对Si3N4-TiO2复合材料而言,在1700℃和1750℃烧结后,材料介电常数在TiO2含量为25wt%时分别达到最大值7.66和7.70,此时介电损耗分别为6.7×10-3和1.92×10-2。1750℃烧结后,致密复合材料的介电常数和介电损耗在TiO2含量时达到最大值 7.83 和 1.67×10-2。对 Si3N4-MgTiO3/Mg2TiO4 复合材料而言,在 1700℃和 1750℃烧结后,材料介电常数在钛酸镁含量为30wt%时分别达到最大值8.55和8.57,此时介电损耗分别为1.26×10-2和1.34×10-2;1750℃烧结后,致密复合材料的介电常数和介电损耗在钛酸镁含量30wt%时达到最大值7.94和1.51×10-2。

关键词：氮化硅基复合材料金红石型氧化钛钛酸镁微观结构介电性能