钛酸锌性能改善的技术研究.ppt

研究概述 研究背景 近年来，由于微波通信事业的迅速发展，高性能的微波电路和微波器件的需求量日益增加，由于微波信号的频率极高、信息容量大、必威体育官网网址性好等优点，十分有利于通信和军事领域中的应用。传统的金属谐振腔和金属波导体积和重量过大，限制了微波集成电路的发展。而微波介电陶瓷能很好地解决这些问题，使得微波介电陶瓷在近二十多年来得到迅速的发展。 研究意义 1 降低ZnTiO3烧结成瓷的温度 2 提高ZnTiO3陶瓷的热稳定性和介电性能 研究框架 第1章 文献综述 第一章主要是介绍了微波介质陶瓷的概念、用途、发展趋势、介电性能、主要制备方法，以及钛酸锌陶瓷的掺加MgO改性研究现状。 研究框架 第2章 实验内容 试验原料 ZnO 、TiO2 、MgO（分析纯） 试验仪器 电子分析天平、研钵、烘干箱、粉末压片机、 烧结电炉。 工艺流程 称量 研磨混料 干燥 干压成型 烧结 X射线衍射分析 研究框架 第3章 ZnTiO3的性能改善 试验设计 在ZnO-TiO2体系中添加氧化镁，合成 Zn,Mg TiO3固溶体，来研究掺加不同量的MgO对生成ZnTiO3相稳定性的影响。在传统固相烧结条件下，通过对比分析在掺加不同含量MgO的条件下所制得样品的XRD衍射图谱，探索钛酸锌陶瓷中各晶相间相互转变的烧结反应机理，从而找出最佳的起始原料摩尔配比和最佳制备工艺。 实验结果 第一次实验 1 实验条件为：分子式为 Znl-xMgx TiO3，当 x 0时，800℃，保温4h。 实验结果 2 实验条件为： 分子式为 Znl-xMgx TiO3，当x 0.1时，800℃，保温4h。 实验结果 3 实验条件为：分子式为 Znl-xMgx TiO3，当 x 0.2时，800℃，保温4h。 实验结果 4 实验条件为：分子式为 Znl-xMgx TiO3，当 x 0.3时，800℃，保温4h。 实验小结 随着Mg2+掺加量的增多，ZnO-TiO2体系从生成尖晶石型结构Zn2Ti04相向六方钛铁矿型结构ZnTiO3发展，证明了掺加的MgO的确促进了稳定ZnTiO3相的作用。但是并没有制得较纯得ZnTiO3样品，存在较多杂质，如Zn2TiO4、ZnO相。 实验小结 Zn2TiO4相的存在有两种可能的解释： （1）炉壁部分区域温度较高 （2）炉壁部分区域温度较低 ZnO相的存在有四种可能的解释： （1）称量误差 （2）研磨时间较短 （3）炉壁温度不均 （4）实验药品TiO2含有杂质 改进实验 实验初次改进 按分子式为 Znl-xMgx TiO3取x 0.3时，完善了称量细节，增加研磨时间至3h，增加保温温度至850℃，增加保温时间至6h，实验结果如下： 实验改进 再次改进实验方案 按分子式为 Znl-xMgx TiO3分别取x 0、x 0.2、x 0.3时，增加保温时间至8h，增加随炉温冷却步骤，实验结果如下： 1 实验条件为： 分子式为 Znl-xMgx TiO3，当x 0时，850℃，保温8h，随炉温自然冷却。 实验改进 2 实验条件为：分子式为 Znl-xMgx TiO3，当 x 0.2时，850℃，保温8h，随炉温自然冷却。 实验改进 3 实验条件为：分子式为 Znl-xMgx TiO3，当 x 0.3时，850℃，保温8h，随炉温自然冷却。 实验结论及展望 结论： 从XRD衍射图谱可以分析，经过初次次试验以及两次改进实验，在掺加MgO情况下并没有获得较纯的六方钛铁矿型ZnTiO3的烧结样品，也就没办法与在没有掺加MgO的情况下制得的烧结样品进行对比，进而无法得出掺加的MgO有促进了稳定六方钛铁矿型结构ZnTiO3相的作用。原因总结如下: 主观原因： 称量误差；实验过程中混入杂质；理论水平有限。 客观原因： 炉壁温度可能不均匀；实验药品中TiO2可能含有杂 质；时间有限。 结论与展望 由于研究水平、实验条件、测试手段和理论水平有限，有待进一步研究和补充，做如下展望： （1）本文只研究了掺加不同量MgO对生成ZnTiO3相稳定性的影响，并没有研究其对ZnTiO3微波介电性能的影响。 （2）本文并未研究Mg2+取代ZnTiO3相的Zn2+对其烧结成瓷温度的影响。 （3）本文对ZnTiO3相的A位离子进行了掺杂取代研究，但未进行B位离子进行了掺杂取代研究，以及对A位和B位离子同时取代的性能研究。 谢辞 最后，衷心的感谢蔡宗英老师对我们的严格要求！ Company Logo LOGO 指导教师：蔡宗英 ZnTiO3的性能改善技术研究 Company Logo LOGO