文档介绍：表面包覆CuO薄层的BaNd2Ti4O12微
波介电陶瓷的低温烧结
摘要
最近,BaO–Nd2O3–TiO2系列材料因为高介电常数和高品质因数被广泛研究用于微波应用。然而纯的BaNd2Ti4O12陶瓷在没助烧剂情况下必须在1300℃以上才能实现致密化。氧化铜已经被证明是一种良好的电子陶瓷助烧剂。我们已经用在BaNd2Ti4O12表面包覆CuO薄层引入CuO取代了直接机械混合方法加入CuO固体粉末,该过程减少了助烧剂用量并且减小了助烧剂对介电性能的负面影响,比如,质量品质因数, 利用CuO的前驱溶液Cu(CH3COO)2, Cu(NO3)2 和CuSO4制备CuO薄层,它们被单独加入以测定各自对BaNd2Ti4O12致密度、晶体结构、微观结构以及介电性能影响。CuSO4包覆BaNd2Ti4O12 在1150℃烧结比固相加入CuO的介电性能好(:)。薄层掺杂工艺已经被发现是一种非常有效的降低陶瓷烧结温度同时不牺牲介电性能的方法。
关键词:包覆固体状态反应、介电性能、微波
1 引言
为了减小无线通讯系统尺寸以满足设备小型化需要,拥有良好微波介电性能的低温共烧陶瓷已经被广泛研究。由于烧结温度高,银钯电极成为多层陶瓷电容器的唯一选择,因此用导电性更好费用更低的银或铜电极取代费用高导电性差的银钯电极是值得的。
BaO–Nd2O3–TiO2系列材料拥有良好的微波性能,比如高介电性能和高品质因数,并且因为在微波设备中的应用被广泛研究。近年来,由于BaNd2Ti4O12化学组成具有良好的微波介电性(介电常数为84)和高品质因数(品质因数7800GHz)被做为良好的微波材料。但是它的烧结温度高(>1350℃)所以很难被用作低温共烧陶瓷。氧化物(B2O3, Bi2O3, V2O5)和玻璃(低温熔融玻璃)已经被用作助烧剂,而且一些研究表明氧化物掺杂剂和玻璃显示出了对材料微波结构和微波介电性的影响,在烧结过程中,由于助烧剂结块会造成大的连通孔。
CuO被证明是一种良好的添加剂,我们建议通过在BaNd2Ti4O12表面包覆CuO薄层修饰表面取代直接将CuO加入BaNd2Ti4O12中,这种方法会减少助烧剂用量,并且减小对介电性能的影响,比如品质因数。CuO薄层由Cu(CH3COO)2, Cu(NO3)2 和CuSO4溶液制得。我们已经研究了每一种溶液各自对BaNd2Ti4O12致密化、晶体结构、微观结构和微波介电性能的影响。
2 实验
%BaCO3、Nd2O3和TiO2,氧化物粉末按适当的摩尔比例用普通的固相法来制备BaNd2Ti4O12。样品在1150℃温度下烧结4h,通过文献资料证明烧结得到的是BaNd2Ti4O12粉体的晶体结构,BaNd2Ti4O12的晶结构用光散射来描述。
BaNd2Ti4O12的烧结粉体用不同浓度的CuO前驱溶液包覆。20g BaNd2Ti4O12粉体放入50mlCuO前驱溶液中,(–, Cu(CH3COO)–,Cu(NO3)2 – ),搅拌五分钟然后静置五分钟,之后用抽滤机抽滤,抽滤后再120℃下干燥12h,CuO前驱溶液包覆的粉体在500Kg/ cm2压力下压制成直径为10毫米的样片,在不