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利用熔融法制备玻璃,而后进行不同的热处理制备具有高介电常数和高Q值的SiO2-Al2O3-MgO-La2O3微晶玻璃材料。改变系统中BaO、PbO和MgO这几种氧化物的质量分数并在850℃进行不同时间的热处理,得到了多个样品。利用微扰法对各个样品的微波介电性能进行了测试。分别研究了BaO、PbO、MgO及热处理制度对SiO2-Al2O3-MgO-La2O3微晶玻璃系统的微波介电性能的影响。 SiO2-Al2O3-MgO-La2O3微晶玻璃系统中,BaO的存在使系统的介电常数都有所提高。BaO的质量分数为4wt%时,εr为最大。长时间的热处理使系统的εr提高。BaO对系统的Q值无益,这是因为系统在热处理过程中析出钛酸钡晶体。 PbO对SiO2-Al2O3-MgO-La2O3微晶玻璃系统的介电常数有益。含PbO的样品在长时间热处理后介电常数都达到14以上,其中含PbO14wt%在850℃保温72h的样品的介电常数最大为16.29。长时间热处理后,系统析出的主晶相相同,都为Mg2La4Ti3Si4O22(单斜)。PbO的含量为14wt%的样品的介电常数出现峰值,这与其中析出含量较大的次晶相Pb9Al8O21有关。通过研究热处理对系统Q值的影响,得出微晶玻璃的Q值的变化在热处理过程中并不是一个循序渐进的过程。存在一个合适的热处理制度,使Q值发生突增。长时间热处理得到的微晶玻璃系统的主晶相Mg2La4Ti3Si4O22使系统大都具有负的温度系数,而PbB4O7晶相具有正温度系数。 晶核剂TiO2含量的增加加快了系统的晶化。在850℃保温30h就能使系统几乎完全晶化。MgO对介电常数有益。当MgO含量小于14wt%时,随MgO的含量的增加,介电常数增大。长时间热处理后,所有样品的Q值都达到了2600以上。 通过计算,得到了该微晶玻璃系统的主晶相Mg2La4Ti3Si4O22(单斜)在f=10GHz左右测得的介电性能:εr=14.86,Q=4233.6,τf=-160.4ppm/℃。 实验中得到了εr>14,Q>2500,τf的绝对值小于200的微晶玻璃,如:PbO质量分数为10wt%,经850℃ 10h热处理的样品(εr=15.68,Q=2598,τf=75.9ppm/℃);MgO质量分数为16wt%,经850℃ 30h热处理的样品(εr=14.39,Q=2619,τf=-176ppm/℃)。