检索结果-南通市图书馆

作者：张议匀烟台大学

学位级别：硕士

随着微波通信的迅速发展,微波介质陶瓷在微波频段电路中扮演着重要的角色,被广泛应用于微波谐振器和基片等电子元件中,对推动通信技术发展具有重要意义。此类通信产品的质量主要取决于介电性能,包括介电常数、品质因数和谐振频率温度系... 详细信息

随着微波通信的迅速发展,微波介质陶瓷在微波频段电路中扮演着重要的角色,被广泛应用于微波谐振器和基片等电子元件中,对推动通信技术发展具有重要意义。此类通信产品的质量主要取决于介电性能,包括介电常数、品质因数和谐振频率温度系数。堇青石(mgalsio)陶瓷因其卓越的介电性能备受瞩目。本文首先通过XRD、SEM、FTIR等测试,深入探究了mgalsio陶瓷的结构和性能;然后在si位点部分掺杂Ge,重点研究了mgal(siGe)o（0.02≤x≤0.10）陶瓷的介电性能变化及其影响机制,并尝试利用Li F和HBo来降低陶瓷的烧结温度;最后,采用三种不同的衬底材料制备了mgalsio基同轴馈电矩形微带天线,以验证其在天线应用中的潜力。具体的研究情况如下:（1）本研究考察了mgalsio陶瓷的烧结特性、物相组成、晶体结构和介电响应,并进行了能带结构、态密度、复介电常数和化学键特性计算。结果显示,mgalsio陶瓷在1425℃时表现出优异的介电性能和高密度:ε=4.49,Q×f=58,609 GHz,τ_f=–12.72 ppm/℃,ρ=2.35 g/cm,ρ=94%。其中,密度和f在材料的外部电场极化中发挥着重要作用,对ε的调节至关重要;而密度和si-o化学键特性的优化可以有效调控Q×f。这些为微带天线的高质量奠定了基础,其微带天线的S11参数为–34.93 dB,VSWR值为1.0375,最大增益为6.46 dB,辐射效率为99.60%。（2）本研究利用第一性原理、远红外反射光谱和P-V-L理论探讨了si在mgalsio晶体中的作用,并拓展分析了mgal(siGe)o陶瓷介电性能的变化,重点关注了掺杂对其结构畸变和晶格振动的影响。研究发现,掺杂Ge能显著提高陶瓷密度,使ρ和ρ分别达到2.41 g/cm和95.91%的峰值。在x=0.08时,陶瓷展现出最佳的介电性能:ε=4.90,Q×f=128,182 GHz,τ_f=–21.01 ppm/℃。此外,添加3wt.%Li F可将烧结温度降至1200℃～1240℃范围内,且保持了优异性能:ε=5.03,Q×f=111,044 GHz,τ_f=–10.58 ppm/℃。在整个掺杂过程中,低频段晶格振动和离子位移极化对介电性能起着关键作用。具体而言,ε的变化主要归因于孔隙率和f的影响;Q×f的调整依赖于密度、[al（si/Ge）]和[o]六元环的对称性以及U的贡献;而τ_f的变化则与al-o化学键特性、γ和[mgo]八面体畸变密切相关。通过性能的优化调控,mgal(siGe)o和mgal(siGe)o+3wt.%Li F的微带天线性能表现分别为:S11参数为–38.45 dB和–39.07 dB,VSWR值为1.0419和1.0225,最大增益为6.37 dB和6.42 dB,辐射效率为99.91%和99.80%。

关键词： mg2al4si5o18 微波介质陶瓷介电性能掺杂调控微带天线

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mg2al4si5o18系微波介质陶瓷材料制备及性能研究

Mg2Al4Si5O18系微波介质陶瓷材料制备及性能研究

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作者：董雪电子科技大学

学位级别：硕士

微波介质陶瓷(Microwave Dielectric Ceramic)是应用型的陶瓷,这种陶瓷在300MHz到300GHz的微波频段的电子芯片中可以作为介质,并且也可以实现作为器件的功能。微波介质陶瓷有三个关键的性能参数,这三个参数分别为相对介电常数(ε)、品... 详细信息

微波介质陶瓷(Microwave Dielectric Ceramic)是应用型的陶瓷,这种陶瓷在300MHz到300GHz的微波频段的电子芯片中可以作为介质,并且也可以实现作为器件的功能。微波介质陶瓷有三个关键的性能参数,这三个参数分别为相对介电常数(ε)、品质因数(Q×f)与谐振频率温度系数(τ),它们与微波器件及设备的应用方向、损耗大小和稳定性高低密切相关。据研究报道,堇青石(mgalsio)具有低介电常数,高品质因数的特点。本文对mgalsio体系陶瓷进行了系统全面的研究。通过用元素非化学计量比、两相复合、离子取代等方法系统研究了该材料的晶体结构和晶体结构变化对微波介电性能的影响。1.本论文通过用固相反应的方法,制备了二价镁离子的非化学计量比的mg(2+2x))alsio(x=0.00,0.025,0.05,0.075,0.10)微波介质陶瓷。随着mgo的量的增加,陶瓷的品质因数先增大后减少,介电常数在3.25到4.8之间,频率温度系数在-32ppm/℃到-34ppm/℃之间,而烧结温度在1425到1440℃之间。当x=0.075时,mg(2+2×0.075))alsio微波介质陶瓷在1430℃的温度下烧结三小时后得到了最优的微波介电性能:ε=4.75,Q×f=76,000GHz,τ=-34 ppm/℃。2.本文研究了两相复合而成的mgalsio+x wt.%mgsio(x=0-80)微波介质陶瓷。通过研究,证明了mgalsio和mgsio两相可以共存,且没有其它相生成。并进一步分析了该微波介质陶瓷的晶体结构、微观形貌的改变对该复合陶瓷的微波介电性能的影响。复合相陶瓷mgalsio+x wt.%mgsio(x=0-80)的品质因数随着参数x的值增加,产生了先上升后下降的变化。当x=50,烧结温度为1340℃时,样品取得了最优的微波介电性能:ε=5.73,Q×f=76,374GHz,τ=-24ppm/℃。3.本文研究了mg离子位的部分取代对于(mgR)alsio(R=Ca,Zn,Co,Mn,Sr,Ba,Nd)陶瓷的微观结构的改变及微波介电性能的影响。对于(mgR)alsio陶瓷,当R=Ca,Zn,Co,Mn,Sr,Nd时,主晶相保持相同;而Sr和Zn取代后有第二相产生,这意味着Sr和Zn的离子取代是部分离子取代。Ba取代后生成了Bamg(alsio)相。研究发现,用Co和Zn对mgalsio陶瓷取代mg离子位可以提高样品的品质因数。当R=Co,在1400℃烧结(mgCo)al sio陶瓷时,得到的陶瓷样品产生了最佳的微波介电性能:ε=4.86,Q×f=63,828GHz,τ=-32ppm/℃。4.为调节mgalsio陶瓷的频率温度系数,本文研究了(1-x wt.%)mgalsio+x wt.%CaTio(x=5-25)的波介质陶瓷,通过测试陶瓷的微波介电性能发现:随着CaTio摩尔百分含量的增加,陶瓷的介电常数先增大后减小;陶瓷的品质因数也随着CaTio质量百分比的增加而变小;并且CaTio的加入使得该体系的烧结温度降低。当x=25时,75wt.%mgalsio+25wt.%CaTio陶瓷在1370℃的烧结温度下烧结三小时后取得了优异的微波介电性能:ε=5.9,Q×f=7,822GHz,τ=-19ppm/℃。

关键词： mg2al4si5o18 微波介质陶瓷两相复合微波性能

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低温共烧mg2al4si5o18/mgo-B2o3-sio2玻璃陶瓷

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电子元件与材料 2020年第10期39卷 42-46页

作者：黄学敏孙成礼王铭剑张树人电子科技大学电子科学与工程学院四川成都611731

为满足器件高度集成化、小型化、高频化需求,低介电常数且满足低温共烧(LTCC)技术应用的陶瓷基板材料具有重要研究价值。采用传统固相法制备mg2al4si5o18/mgo-B2o3-sio2(MBS)玻璃陶瓷,研究了MBS玻璃含量对mg2al4si5o18陶瓷性能的影响。... 详细信息

为满足器件高度集成化、小型化、高频化需求,低介电常数且满足低温共烧(LTCC)技术应用的陶瓷基板材料具有重要研究价值。采用传统固相法制备mg2al4si5o18/mgo-B2o3-sio2(MBS)玻璃陶瓷,研究了MBS玻璃含量对mg2al4si5o18陶瓷性能的影响。利用XRD、SEM、DSC、密度测试仪、矢量网络分析仪、热膨胀分析仪分析了样品的烧结特性、物相组成、微观形貌、介电性能及热学性能。结果表明,添加质量分数为40%~50%的MBS玻璃可以成功将mg2al4si5o18陶瓷的烧结温度从1430℃降至950℃左右。当MBS玻璃的质量分数为47.5%时,在950℃下烧结0.5 h,可得到满足LTCC技术用mg2 al4si5o18陶瓷基板材料:εr=5.1,tanδ=0.0023,热膨胀系数为6.6×10-6/℃。

关键词： mg2al4si5o18 mgo-B2o3-sio2 LTCC 玻璃陶瓷介电性能

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(mg(1-x)Srx)2al4si5o(18)陶瓷的显微结构与微波介电性能研究

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无机材料学报 2012年第6期27卷 575-579页

作者：宋开新杨岳强郑鹏徐军明秦会斌杭州电子科技大学电子信息学院电子材料与器件实验室杭州310018

采用固相烧结反应法制备(mg1-xSrx)2al4si5o18陶瓷.Sr掺杂促进低温相β-mg2al4si5o18向高温相α-mg2al4si5o18转变,并拓宽了(mg1-xSrx)2al4si5o18陶瓷的致密化烧结温度范围.X射线衍射结果表明在0≤x<0.2范围内,(mg1-xSrx)2al4si5o18陶瓷... 详细信息

采用固相烧结反应法制备(mg1-xSrx)2al4si5o18陶瓷.Sr掺杂促进低温相β-mg2al4si5o18向高温相α-mg2al4si5o18转变,并拓宽了(mg1-xSrx)2al4si5o18陶瓷的致密化烧结温度范围.X射线衍射结果表明在0≤xmg1-xSrx)2al4si5o18陶瓷以(mg,Sr)2al4si5o18堇青石固溶体形式存在;在0.6mg)al2si2o8固溶体存在.用扫描电子显微镜观察表明Sr掺杂可以有效地降低mg2al4si5o18陶瓷的气孔率与微裂纹,促进Sral2si2o8锶长石晶粒生长与均匀分布.在0≤x≤0.4范围内,(mg1-xSrx)2al4si5o18陶瓷介电常数基本保持在7.0左右.在0.6≤x≤1.0范围内从7.0增加到***值在0≤x≤0.2范围内从24100 GHz显著地提高到38900 GHz,然后逐渐降低至Sral2si2o8的14500 GHz.

关键词： mg2al4si5o18 Sral2si2o8 微波性能

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