Ba0.6 Sr0.4 TiO3-ZnNb2O6复相微波介质陶瓷的结构与介电性能研究.pdf

王通等：Bao．。Sro．．TiO，一ZnNb。O。复相微波介质陶瓷的结构与介电性能研究 1309 ． Bao．6Sro．4Ti03一ZnNb206复相微波介质陶瓷的 结构与介电性能研究。 王 通，高 峰，胡国辛，李 真，田长生 (西北工业大学材料学院，陕西西安710072) 形成复相陶瓷的方法改善BSTO陶瓷材料的性能。 摘要： 以Bao．6Sr。．ITi03为基体材料，采用传统陶 瓷制备工艺，帝j备了Bao．6Sro．．Ti03-ZnNb20s(简称 BSTZ)复相微波介质陶瓷。结果表明，BSTZ复相陶 瓷可在1200℃烧结成瓷，烧结温度明显低于Bao．6 Sro．．Ti03陶瓷的烧结温度，并反应生成新相BaNb。．61550℃。 Ol。。在室温低频下，随ZnNb206含量的增加，BSTZ在具有铌铁矿结构的铌酸盐陶瓷中，ZnNb。O。具 复相陶瓷的介电常数下降I在1．6kV／ram的直流偏压 有较好的介电性能，其介电常数￡，为25，品质因数Q 下，各BSTZ复相陶瓷的可调性随ZnNb206添加量增 加而减小。 关键词： 钛酸锶钡；铌酸锌；介电性能；可调性 的电介质材料之一。因此，本文采用BST0和Zn- 中图分类号：TN384 文献标识码：A Nb20e复合，研究Bao．6Sro．1 文章编号：1001-9731(2009108-1309-04 的显微结构和介电性能，以期获得同时具备BSTO和 ZnNb。06优良性能的复相微波介质材料。 1 引 言 2 实 验 钛酸锶钡(BSTO)是钛酸锶(SrTiO。)固溶于钛酸 钡(BaTi03)形成的无限固溶体[1]，是一种典型的钙钛 矿结构铁电材料，具有高的介电常数、低的介电损耗 以及在直流电场作用下介电常数非线性可调等优异的 Ti03-xZnNb2 介电性能，且其居里温度可随Ba／Sr比在很宽的范围 内连续可调。因此，BSTO陶瓷材料在多层陶瓷电容 器、压控可调微波器件如移相器和滤波器等方面有着 在乙醇介质中球磨12h，烘干后在带盖的刚玉坩埚中 广阔的应用前景[2叫]。 但是，采用传统的电子陶瓷制备工艺，BSTO陶 瓷的烧结温度一般在1350℃以上[5】，这将大大限制 10mm的 干压成型，制成D12mm的圆片状和25mmX BSTO电子陶瓷材料的应用。此外，纯BSTO陶瓷的 介电常数较高，这就导致材料在微波元器件中的插入 1300℃保温2h烧结成瓷。将圆片试样打磨抛光后涂 损耗很高，限制了其在微波领域中的应用。因此，适当 覆银电极，测试低频电性能；长条状试样打磨抛光后测 地降低微波频段下的介电常数的同时具有高的可调 试微波性能。 性[6]，对该材料体系在微波领域中的实用化具有重要 的意义。 MPB 用荷兰X’Pert PRO型X射线衍射仪分析样品 E．Ngo等[7]的研究发现MgO的加入，能明显降 低BSTO材料的介电常数和介质损耗，但其可调性也 有明显下降，同时使其烧结温度上升。XiaofengLiang试样品在低频下的介电常数、介电损耗以及介电可调 等[8]的研究发现Al。03的添加可以降低BSTO材料的 介电常数和损耗，少量掺杂时，A13+能进入BSTO材 算‘12]l 料的晶格，促进结晶，提高材料的可调性。除了通过氧