文档介绍：河南科技大学毕业设计(论文)开题报告
(学生填表)
学院:材料学院年月日
课题名称
-(Li1/2Nd1/2)TiO3微波介质陶瓷的低温烧结工艺研究
学生姓名
马丁
专业班级
非金材061
课题类型
论文
指导教师
职称
课题来源
科研
1. 设计(或研究)的依据与意义
微波介质陶瓷是指应用于微波频段(主要是300MHz-300GHz频段)电路中作为介质材料并完成一种或多种功能的陶瓷,在现代通信中被用作谐振器、滤波器、介质基片、介质天线、介质回路等。
进入二十世纪八十年代以来,以微波应用为代表的雷达及通讯技术的发展十分迅猛,尤其是在信息化浪潮席卷全球的今天,移动通讯如车载电话、个人便携式移动电话、卫星直播电视等正在迅猛增长,而且移动通信设备和便携式终端正趋向小型、轻量、薄型、高频、低功耗、多功能、高性能发展。这一方面为微波介质陶瓷材料的发展提供了广阔的前景,另一方面也对以微波介质陶瓷材料为基础的微波电路元器件提出了更高的要求。为满足移动通信终端便携化、微型化的需要,最初的努力在于减小谐振电路的尺寸,因此寻找高介电常数、高品质因数和近零的频率温度系数的微波介质材料是人们研究的热点,但是采用此种途径小型化程度有限。低温共烧陶瓷(Low Temperature Co-fired Ceramic, )是休斯公司于1982年开发的新技术,它采用厚膜技术,根据预先设计的电路结构,将电极材料、基板、电子器件等一次烧成,是一种易于实现高集成度、高性能的电子封装技术。以低温共烧陶瓷(Low Temperature Co-fired Ceramic, )技术为基础的多层结构设计可有效减小器件体积,是实现元器件向小型化、集成化、高可靠性和低成本方向发展的重要途径。多层微波元器件的制备,需要微波介质材料能与高导电率的金属电极如Pt、Pd、Au、Cu、Ag等共烧,从经济性和环境角度考虑,使用熔点较低的Ag(961℃)或Cu(1064℃)等金属作为电极材料最为理想。但是,目前大多数商用微波介质陶瓷烧结温度均在1200-1500℃,远高于Ag或Cu的熔点。
-(Li1/2Nd1/2)TiO3(CLNT)微波介电陶瓷具有较高的介电常数(Kr=),适中的介电损耗(Q×f=4480GHz),近零的频率温度系数(
+/℃),有优势成为小型化移动通讯设备的介质材料。该体系属于复合钙钛矿系,是由两种频率温度系数相反的陶瓷复合而成。一种是具有正谐振频率温度系数的CaTiO3(CT)( Kr=170,Q×f=3600GHz,τf =+800ppm/℃)陶瓷,另一种是具有负谐振频率温度系数的(Li1/2Nd1/2)TiO3(LNT)(Kr=80,Q×f=700GHz(3GHz下测量),τf =-310ppm/℃)陶瓷,两者按比例合成,最后得到介电性能优异的微波介质陶瓷,并且通过控制二组元的比例,进行Ca位置的取代来调节τf。然而该体系陶瓷的烧结温度较高(1300℃)。如何降低其烧结温度是本课题研究的主要方向,因此选择此体系进行研究是有一定的理论意义和实际意义的。通常降低微波介质陶瓷烧结温度的方法有以下三种:(1)掺入适量的烧结助剂—低熔点氧化物及低熔点破璃,进行液相活性烧结;(2)采用化学法