文档介绍：CuO 对 BiNbO 微波介质陶瓷的烧结性能的影响摘要即使在 960c 下进行烧结,未掺杂的 BiNbO 4陶瓷也难以达到致密化。CuO 的加入可以提高 BiNbO4 陶瓷的致密化过程。当CuO 的添加量从 % 增加至 %时,致密 BiNbO 4陶瓷的介电常数ε 下降到 ,并且频率温度系数 f? ppm /℃变化到 ppm /℃。随CuO 掺杂量的增加,品质因数 Q首先增大,当CuO 掺杂量为 .% 时Q值达到最大,然后开始降低。在CuO 掺杂 BiNbO 4体系中,当CuO 添加量为 .%, 烧结温度为 920 ℃时BiNbO 4陶瓷能够达到最佳的微波介电性能:(ε r=43:6 ,τ f=-20:8 ppm /℃,和 Q=1610 (Q×f=10070 )。关键词: BiNbO4 ;微波介电性能; 品质因素。 1. 引言生产设备的小型、低温烧结和多层结构要求介电陶瓷材料能够与低熔点电极(如银、金)共烧。Ba 2Ti 9O 20[1],Ba(Zn,Mg) 1/3Ta 2/3O 3[2,3 ],(Zr,Sn)TiO 4[4], Ba(Nd,Sm) 2O 3-TiO 2[5,6 ]陶瓷系统是最常见的低损耗(高 Q,Q=1/tan δ)和低谐振频率温度系数(τ f)适用于介质谐振器在微波频率的陶瓷材料。Ba(Nd,Sm) 2O 3-TiO 2 陶瓷系统可以在 1350 ℃达到烧结致密。 Ba2Ti9O20 陶瓷需要在烧结温度 1380 ±1400 ℃才能实现陶瓷致密化。用醇盐水解法来生产( Zr,Sn)TiO4 和BaBa 1/3(Ta,Nb) 2/3O 3,但是它需要一个非常高的烧结温度为 1550 ℃到1600 ℃。这个烧结温度对微波介质材料来说太高, 使得微波介质材料不能与低熔点的银电极和金电极共烧。所以对于采用低熔点电极来说,降低微波陶瓷的烧结温势在必行。添加低熔点玻璃,化学处理,和降低原料的粒度尺寸是三种常用的降低介电陶瓷的烧结温度的方法。铋基介质陶瓷是常用的被用来研究多层陶瓷电容器的低烧陶瓷材料[7] ,然而,仅有 Kagata etal. 等[8] 对 BiNbO 4陶瓷在微波频率下的介电性能进行了研究。由于 BiNbO 4陶瓷在不添加助剂条件下不能致密化,他们用 CuO 和V 2O 5 作为烧结添加剂。在这项研究中,我们还使用了 BiNbO 4和CuO 分别作为主体材料和烧结助剂对其效果进行了研究。. 研究发现,对于降低 BiNbO 4 介质陶瓷的烧结温度到相同温度的 CuO 的添加量比 Kagatetal 报道的量要底。CuO 的添加对 BiNbO 4陶瓷的烧结温度,结晶相的演变,并介电性能都有明显的影响。 2. 实验过程根据组合物 BiNbO 4,按比例摩尔比称取并试剂级原料 Bi2O3 和Nb2O5 ,用去离子水作球磨介质,玛瑙球作磨球装入 Al 2O 3瓶在球磨机上球磨 5h。将球磨后的试剂进行干燥,在玛瑙研钵里研磨 1h,然后将粉末在 800 ℃煅烧 3小时。采用粉末 X射线衍射研究煅烧粉末的晶体结构。再将煅烧后的 BiNbO4 陶瓷粉末与 ~ wt. %的CuO 以去离子水作溶剂球磨混合。干燥后的粉末,在钢模里单向加压压制成小