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水基凝胶注模成型工艺制备0.9al2o3-0.1tio2陶瓷的微波介电性能(英文)

无机材料学报 2011年第1期26卷 102-106页

作者：吴甲民吕文中梁军汪小红华中科技大学电子科学与技术系武汉430074

采用水基凝胶注模成型工艺制备了0.9al_2o_3-0.1tio_2陶瓷.研究了烧结后的0.9al_2o_3-0.1tio_2陶瓷的微结构、相组成以及微波介电性能.通过采用合适的预烧温度(1200℃)和连续、缓慢的降温工艺来退火,成功消除了al_2tio_5第二相.和传统... 详细信息

采用水基凝胶注模成型工艺制备了0.9al_2o_3-0.1tio_2陶瓷.研究了烧结后的0.9al_2o_3-0.1tio_2陶瓷的微结构、相组成以及微波介电性能.通过采用合适的预烧温度(1200℃)和连续、缓慢的降温工艺来退火,成功消除了al_2tio_5第二相.和传统干压法相比,用水基凝胶注模成型工艺制备的0.9al_2o_3-0.1tio_2陶瓷具有较大的晶粒,较少的气孔和更加均匀的微结构.因此,用水基凝胶注模成型工艺制备的0.9al_2o_3-0.1tio_2陶瓷拥有更好的微波介电性能:ε_r=10.71,Q×f=20421GHz,τ_f=1.3×10^(-6)/℃,而用传统干压法制备的0.9al_2o_3-0.1tio_2陶瓷的微波介电性能为ε_r=10.89,Q×f=11938GHz,τ_f=1.4×10^(-6)/℃.

关键词：陶瓷介电性能微结构 0.9al2o3-0.1tio2 水基凝胶注模成型工艺

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Ta2o5和Y2o3掺杂0.9al2o3-0.1tio2基微波介质陶瓷的微结构研究

Ta2O5和Y2O3掺杂0.9Al2O3-0.1TiO2基微波介质陶瓷的微结构研究

引用

作者：谢兵广西大学

学位级别：硕士

首先,本文通过测量Ta205掺杂的0.9al2o3-0.1tio2基微波介质陶瓷材料的体积密度、符合正电子湮没的寿命谱参数,并用XRD和SEM分析其相组成和微观组织结构,探究烧结工艺、Ta205掺杂量与烧结温度对0.9al2o3-0.1tio2基微波介质陶瓷致密度与... 详细信息

首先,本文通过测量Ta205掺杂的0.9al2o3-0.1tio2基微波介质陶瓷材料的体积密度、符合正电子湮没的寿命谱参数,并用XRD和SEM分析其相组成和微观组织结构,探究烧结工艺、Ta205掺杂量与烧结温度对0.9al2o3-0.1tio2基微波介质陶瓷致密度与微观缺陷的影响;其次,通过测量Y203掺杂的0.9al2o3-0.1tio2基微波介质陶瓷材料的体积密度、符合正电子湮没的寿命谱参数与Doppler展宽谱,探讨了烧结工艺、Y203掺杂量与烧结温度对0.9al2o3-0.1tio2基微波介质陶瓷致密度与微观缺陷的影响。实验结果如下：(1)经1100℃退火并保温12h的xTa2o5-(1-x)(0.9al2o3-0.1tio2)(x=0.3wt%、0.6wt%、0.9wt%.1.2wt%、1.5wt%)微波介质陶瓷的XRD图样显示,样品中主要有A1203和Ti02两个相,而A12Ti05相已被分解。(2)比较烧结温度分别为1350℃、1400℃与1450℃的xTa2o5-(1-x)(0.9al2o3-0.1tio2)(x=0.3wt％、0.6wt%、0.9wt%、1.2wt%、1.5wt%)陶瓷样品的密度发现：烧结温度为1450℃的样品具有较高的密度;对于每一烧结温度,随着x增加,样品的密度先减小后增加,在x=0.9wt%附近,陶瓷样品的密度最小(3)对xTa2o5-(1-x)(0.9al2o3-0.1tio2)(x=0.3wt%、0.6wt%、0.9wt%、1.2wt%、1.5wt%)陶瓷,当烧结温度为1350℃时,随着x增加,样品的正电子第二寿命成分τ2先增加后减小,在x=1.2wt%时出现最大值,说明随着x的增加,样品中缺陷的开空间先增大后减小,在x=1.2wt%附近,缺陷开空间最大。当烧结温度为1400℃时,样品的正电子第二寿命成分τ2随着x的增加而增加,即缺陷开空间随着x增加而增大。当烧结温度为1450℃,随着x的增加,样品的正电子第二寿命成分T2先减小后增加,在x=1.2wt%时出现最小值,即随着x增加,缺陷开空间先减小后增大,在x=1.2wt%附近,缺陷的开空间最小。(4)比较烧结温度分别为1350℃、1400℃和1450℃的xTa2o5-(1-x)(0.9al2o3-0.1tio2)陶瓷样品的正电子平均寿命Tm、第二寿命成分τ2及其相对强度12的变化,可知烧结温度为1450℃,x为1.2wt%的样品的缺陷开空间最小,该样品可望具有较好的介电性能。(5)比较烧结温度分别为1350℃、1450℃与1550℃的微波介质陶瓷xY2o3-(1-x)(0.9al2o3-0.1tio2)(x=0.0wt%、0.4wt%、0.8wt%、1.2wt%,1.6wt%,2.0wt%)陶瓷样品的密度发现,烧结温度为1550℃的样品的密度较大。在各烧结温度下,随着x的增加,样品的密度逐渐增大。(6)对xY2o3-(1-x)(0.9al2o3-0.1tio2)(x=***%、0.4wt%、0.8wt%、1.2wt%、1.6wt%、2.0wt%)陶瓷,当烧结温度为1350℃时,随着x的增加,样品的正电子第二寿命成分τ2先增加后减小,在x=1.2wt%出现最大值,说明随着x的增加,样品中缺陷的开空间先增大后减小,在x=1.2wt%附近,缺陷的开空间最大;当烧结温度为1450℃时,样品的正电子第二寿命成分T2随着x的增加而增大,即该样品中缺陷的开空间随着x的增加而增大;在1550℃时,随着x的增加,样品的正电子第二寿命成分τ2先减小后增加,τ2最小值出现在x=1.2wt%附近,即随着x的增加,样品中缺陷的开空间先减小后增大,在x=1.2wt%附近,样品中缺陷的开空间最小。(7)符合正电子湮没辐射Doppler展宽的实验结果显示,对xY2o3-(1-x)(0.9al2o3-0.1tio2)(x=0.0wt%、0.4wt%、0.8wt%、1.2wt%、2.0wt%)陶瓷,当烧结温度为1350℃时,随着x的增加,样品的商谱谱峰先降低后升高,即样品缺陷的开空间先增加后减小;在x=0.8wt%附近,样品的商谱谱峰最低;当烧结温度为1450℃时,随着x的增加,样品的商谱谱峰呈现降低的趋势,即样品中的晶界缺陷增多。

关键词： 0.9al2o3-0.1tio2 掺杂 Ta2o5 Y2o3 密度微观缺陷正电子寿命 Doppler展宽

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