毕业设计（论文）开题报告添加BCB和NCB的CLST微波介质陶瓷的显微结构

1、河南科技大学毕业设计（论文）开题报告（学生填表）学院：材料学院 2010年03月10日课题名称添加bcb和ncb的clst陶瓷的显微结构学生姓名徐友峰专业班级非金材062课题类型论文指导教师刘玉亮职称讲师课题来源科研1. 设计（或研究）的依据与意义 微波介质陶瓷（mwdc），是指应用于微波频率(主要是uhf、shf频段，300mhz30ghz频段)电路中作为介质材料并完成一种或多种功能的陶瓷材料。因具有低介电损耗tan、低谐振频率温度系数f、高介电常数r、高品质因素qf等特点,作为微波谐振器、滤波器等核心微波元件广泛应用于移动通信、卫星广播、无线电遥控等领域。实现微波器件小型化的途径主要有两个

2、：一是探索高介电常数微波介质材料；二是微波器件的多层结构设计。基于多层结构电路设计，采用低温共烧陶瓷（low temperature co-fired ceramic，简称ltcc）技术制备多层片式元件，不仅有利于系统的小型化，提高电路的组装密度，还有利于提高系统的可靠性。低温共烧技术的核心是研制能与高电导率ag或cu电极共烧的ltcc微波介质陶瓷。因此，开发能与相对廉价的ag（961）和cu（1064）低温共烧的高介电常数微波介质陶瓷材料将是今后发展的必然方向。摩尔比为16.0：9.0：12.0：63.0的caoli2osm2o3tio2(简写为clst)的钙钛矿结构陶瓷是一种性能较优异的微

3、波介质陶瓷材料。而且它是由catio3和li1/2sm1/2tio3两相复合而成，具有斜方钙钛矿结构，由于其优异的微波介电性能而受到广泛关注。它是上个世纪90年代初才提出的一个微波介质陶瓷体系，具有较高的介电常数（r100），适中的介电损耗，有优势成为小型化高频化通讯设备的介质材料。然而该体系陶瓷的烧结温度较高（1300左右），且温度稳定性方面的研究尚且不足，品质因数不高等问题又影响了其发展。因此选择此体系进行研究是有一定的理论意义和实际意义。本试验选用caoli2osm2o3tio2陶瓷为基体材料，再掺杂具有低熔点的bacu(b2o5)（简称bcb）和na2ocaob2o5（简称ncb）为复

4、合烧结助剂，研究其掺杂量与caoli2osm2o3tio2陶瓷的晶相组成、显微结构、烧结性能和介电性能的关系，初步探索其助烧机理，在降低clst陶瓷的烧结温度的同时，使其具有优良的介电性能。2. 国内外同类设计（或同类研究）的概况综述 目前对低温共烧技术的研究主要集中在两个方面：一是采用氧化物或玻璃做为助烧剂；另一种方法是采用低熔点的材料体系。利用掺加氧化物烧结助剂来实现微波介质陶瓷的低温烧结越来越受到人们的关注。自从takahasli等人发现了具有高和较大的负f 的（li1/2ln1/2）tio3(ln=la，nd，sm等稀土元素）开始，人们对caoli2oln2o3tio2体系陶瓷进行了广

5、泛研究，开发了一批性能优异的高介电常数微波介质陶瓷。如takahashi等人利用sro置换部分cao，获得了组成为cao：sro：li2o：sm2o3：nd2o3：tio2=15：1：9：6：6：63（摩尔比）的csllt陶瓷，该陶瓷具有优良的微波介电性能：=123，qf=4150ghz，=10.810-6/，但其烧结温度高达1300。因此，有必要降低其烧结温度。kim等人研究发现，bacu（b2o5）陶瓷具有优异的微波介电性能：r=7.4，qf=50000ghz，f=-3210-6/，特别是烧结温度非常低（810），并且在850左右即开始熔融，930熔化完全，因此，近年来，不少研究者采用bc

6、b作为ba（zn1/3nb2/3）o3、baoln2o3tio2（ln=sm，nd）等微波介质陶瓷的烧结助剂，获得了性能良好的低温烧结的微波介质陶瓷。低熔点的na2ocaob2o3（ncb）氧化物可使ca0.3（li1/2sm1/2）0.7tio3(clst)陶瓷的烧结温度降低至900，且具有良好的微波介电性能：r=73.70，qf=1583ghz，f=1.4010-4/，但其f太高而单独添加质量分数（下同）12.5%的lbcsca玻璃料的clst微波介质陶瓷可在1000烧结具有良好的微波介电性能：r=63.85，qf=1450ghz，f=-6.1510-6/，但烧结温度较高，不能适应于ag电

7、极的温度共烧。因此以clst为基体材料，选用ncb氧化物和lbsca玻璃料为复合烧结助剂。研究复合烧结助剂添加量与其晶相组成、显微结构、烧结性能及微波介电性能的关系，获得性能优良、特别是f值接近于零的微波介质陶瓷。 据此，本设计主要采用在clst陶瓷中加入bcb和ncb，研究其烧结特性和介电性能，初步探讨了bcb和ncb对clst陶瓷烧结特性及介电性能的影响规律。3. 课题设计（或研究）的内容 本设计是研究bcb和ncb掺杂量对clst陶瓷的介电性能的影响。 1.研究bcb和ncb掺杂量对clst陶瓷的烧结性能和介电性能的影响。 2.用阿基米德法测定致密度，用xrd测定其相组成，sem观察其微观形貌， 采用lcr测定其介电性能。4. 主要技术指标(或研究目标) 1.了解微波介质陶瓷及其低温烧结的国内外发展现状； 2.掌握制定实验方案的基本思路和实验操作基本技能； 3.掌握xrd、sem和lcr的原理及测试方法； 4.撰写10000字毕业论文，完成12000字符的外文翻译。 5. 进度计划第12周