论文总字数：25994字

摘 要

微波介质陶瓷主要应用在微波频段，为了满足器件的小型化、集成化和高性能的要求，其必须满足：适用的介电常数、较低的介电损耗和接近于零的谐振频率温度系数。

本论文介绍了微波介质陶瓷的发展历史、分类和制备技术、存在的问题和发展趋势等内容。在此基础上，选择以Sr_1-xNd_xTiO₃微波介质陶瓷为主要研究对象，选择四组不同的Nd含量掺杂到SrTiO₃ 体系中，并在不同的温度下进行烧结制成Sr_1-xNd_xTiO₃陶瓷片，对其介电性能和物相组成进行了研究，以期找出最佳配方。

本文以Sr_1-xNd_xTiO₃体系作为研究对象，制备了四组配方（x= 0.08、0.10、0.12、0.14）的陶瓷。对不同组成配方的相组成和介电性能的研究发现：在1200℃下预烧，1420℃下烧结的Sr_0.92Nd_0.08TiO₃微波介质陶瓷表现出粒子均一的密实结构，且具有综合性能最佳的微波介电性：Ɛ_r=165.81，Q׃=5492GHz。

关键词：微波介质陶瓷 烧结温度 介电性能

Dielectric properties of Nd-doped SrTiO3 Based Ceramics

Abstract

Microwave dielectric ceramics are used in the microwave band, in order to meet the device miniaturization, integration and performance requirements, which must meet the following requirements: suitable dielectric constant, low dielectric loss and near-zero temperature coefficient of resonant frequency.

This paper describes the development history, Classification and preparation techniques, current problems, etc.

Based on this, Sr_1-xNd_xTiO₃ microwave dielectric ceramic is selected as the main object, SrTiO₃ system with four different levels of Nd doped, was sintered at different sintering temperatures to prepare Sr_1-xNd_xTiO₃ ceramic.What`s more, the dielectric properties and phase composition of them were studied in order to find the best formula.

In this paper, Sr_1-xNd_xTiO₃ system as the research object, and the ceramics were prepared as four formulations (x = 0.08,0.10,0.12,0.14). Researches on phase composition and dielectric properties of the different components of the formula draw the conclusions: Sr_1-xNd_xTiO₃ microwave dielectric ceramic particles calcined at 1200℃ and sintered at 1420℃ exhibit a uniform dense structure, and has a comprehensive performance best of microwave dielectric properties: Ɛr = 165.81, Q × ƒ =5492GHz.

Key Words: Microwave dielectric ceramic; sintering temperature; dielectric properties

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪 论 1

1.1引言 1

1.2微波介质陶瓷材料概况 1

1.2.1微波介质陶瓷的发展历史 2

1.2.2微波介质陶瓷的分类和制备技术 3

1.2.3现阶段问题与展望 6

1.3微波介质陶瓷的介电性能 7

1.3.1相对介电常数 7

1.3.2品质因数或介质损耗 7

1.3.3谐振频率温度系数τ_ƒ 8

1.3.2 介电性能的影响因素 8

1.4课题提出 9

1.4.1背景 9

1.4.2研究内容 10

第二章 实验部分 11

2.1实验样品的制备 11

2.1.1实验原料 11

2.1.2实验仪器设备 11

2.1.3实验工艺 12

2.2样品的性能测试 14

2.2.1烧结性能的测试 14

2.2.2介电性能的测试 15

2.2.3微观结构的测试 16

第三章 实验结果和分析 17

3.1预烧温度和烧结温度的确定 17

3.1.1烧结性能 17

3.1.2物相组成观察分析 18

3.1.3介电性能 19

3.2 Sr_1-xNd_xTiO₃（x=0.08~0.14）微波介质陶瓷的性能分析 20

3.2.1烧结性能 20

3.2.2物相组成观察分析 21

3.2.3微观形貌观察分析 23

3.2.4 介电性能 25

3.3本章小结 28

第四章 结论与展望 29

4.1 Sr_1-xNd_xTiO₃（x=0.08~0.14）微波介质陶瓷预烧温度的确定及物相组成 29

4.2 Sr_1-xNd_xTiO₃（x=0.08~0.14）微波介质陶瓷烧结温度、物相组成及性能的研究 29

参考文献 30

致 谢 32

第一章 绪 论

1.1引言

随着微波移动通信事业的迅猛发展，电介质材料在微波技术上的广泛应用越来越受到人们的重视。20世纪以来，信息处理技术和电子信息数字化取得了惊人的成就，这两者的结合使通信系统发展到前所未有的高峰，为通信的全民化、全球化夯实了基础。信息传递过程对一次性传输量和速度有着越来越严格的要求，为扩大用户容量，必须提高通信的载波频率。而微波信号有波长短、频率高、信息容量大的优点^[1]，因此开发一系列应用于微波范围的高性能介质材料刻不容缓。

微波介质陶瓷主要应用于微波频段（300MHz~30GHz）电路，具有高介电常数、低损耗和频率温度系数接近于零等优异性能。它的体积小、质量轻，并且价格便宜，因而广泛应用于各种微波元器件。小型化、集成化、高可靠性和稳定性是微波电路的发展趋势，而微波介质陶瓷的高性能可以满足此类需求，因此它已成为卫星通讯、全球定位系统、军用雷达等现代微波通信领域的关键材料。

近几年来，随着移动通信的向高可靠和小尺寸方向的发展，相应的对电介质材料提出了更高的要求，即寻求高相对介电常数，以便于器件小型化；高品质因数，以保证优良的选频特性；接近于零的谐振频率温度系数，以保证高热稳定性^[2-3]。对微波通信性能的要求促进了介质材料性能的不断改进，本论文就是研究一种新的具有高介电常数的电介质材料，从而改善微波通信的稳定性，减小产品的体积。

1.2微波介质陶瓷材料概况

请支付后下载全文，论文总字数：25994字