Ca(Mg,Al)(Si,Al)2O6陶瓷的結(jié)構(gòu)與微波介電性能研究.pdf

1、本文以 CaCO3、SiO2、Al2O3和MgO為原料，采用固相法制備了Ca(Mg,Al)(Si,Al)2O6陶瓷，揭示了Ca(Mg,Al)(Si,Al)2O6的晶體結(jié)構(gòu)，探討了離子摻雜、頻率溫度調(diào)節(jié)劑以及低熔點(diǎn)助劑對(duì)其燒結(jié)性能、物相組成、微觀結(jié)構(gòu)和微波介電性能的影響規(guī)律，主要的研究成果如下：
　　(1) Al3+離子可以部分取代 CaMgSi2O6結(jié)構(gòu)中的Mg2+和Si4+離子，形成一種新的物相Ca(Mg,Al)(Si,Al)2

2、O6，它也是一種鏈?zhǔn)焦杷猁}，屬于單斜晶系，空間群為 C2/c。其晶格常數(shù)為 a=9.732?，b=8.867?，c=5.279?,α=γ=90°和β=106.29°。
　　(2) Al2O3在 Ca(Mg1-xAlx)(Si1-x/2Alx/2)2O6中的固溶極限為0.15-0.20，當(dāng)x的值超過(guò)0.2時(shí)，會(huì)產(chǎn)生第二相 CaAl2SiO6，當(dāng) x=0.08，燒結(jié)溫度為1275℃時(shí)，陶瓷擁有優(yōu)良的微波介電性能：?r=7.89，Q×f

3、=59,772GHz，τf=-42.12ppm/℃。
　　(3) Co2+離子在Ca(Mg0.92Al0.08)(Si0.96Al0.04)2O6結(jié)構(gòu)中的固溶極限小于0.4，當(dāng)Co2+離子完全取代Mg2+離子時(shí)，Ca(Co0.92Al0.08)(Si0.96Al0.04)2O6陶瓷可在1150℃燒結(jié)，且擁有較好的微波介電性能;用 Zn2+離子取代Ca(Mg0.92Al0.08)(Si0.96Al0.04)2O6結(jié)構(gòu)中的Mg2+離子

4、，可將Ca(Mg,Al)(Si,Al)2O6的燒結(jié)溫度降低至1125℃，同時(shí)拓寬陶瓷的燒成溫度范圍。
　　(4) TiO2和CaTiO3的引入均可以把陶瓷的頻率溫度系數(shù)調(diào)節(jié)至趨于零。TiO2會(huì)與基底陶瓷反應(yīng)生成第二相MgTi2O5和CaTiSiO4O，惡化了陶瓷的品質(zhì)因數(shù)。而CaTiO3本身具有較大的τf值，其并不與基底陶瓷發(fā)生反應(yīng)，綜合考慮，CaTiO3是一種較好的頻率溫度系數(shù)調(diào)節(jié)劑。
　　(5)通過(guò)在Ca(Mg,Al)(