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crystalphase0引言

2 0世纪6 0年代以来, 随着航空、 航天和卫星通 讯等领域技术的快速发展, 促进了谐振器、 滤波器和 介质天线等微波频段介质材料的研究.应对器件的 小型化、 集成化的发展趋势, 微波介质材料需满足高 介电常数ε r、 高品质因数 和近零的谐振频率温度 系数τ 的要求.目前, 研究较成熟的中高ε r、 高盐⒉ 介质材料主要体系有: B a O T i O

2 系、 Z r O

2 T i O

2 系、 MT i O

3 套AlO3( =B a , S r , C a ;

套=L a , N d , S m) 系, B a O 套2O

3 T i O

2 系、 C a O L i 2O 套2O

3 T i O

2 系( 套次缦翟) 及铅基钙钛矿系列[

1 3] . T i O

3 套AlO3是近2 0多年发展起来的性能优异 的复合钙钛矿陶瓷材料, 其中研究最早最多的 C a T i O

3 L n A l O

3 陶瓷有着优异的高频介电性能而备受 关注, 但其烧结温度高, 生产工艺复杂, 晶体结构尚 未明确解决[

4 5] .与现有研究成果相比, L a A l O

3 S r T i O 3( L A S T)陶瓷与 C a T i O

3 L a A l O

3 有相似的问 题亟待解决.S u n [ 6] 研究得到0.

3 5 L a A l O

3 0.

6 5 S r T i O 3介电性能为ε r=3 4, 品质因数与频率之 积*>

6

90 0 0GH z , τ =-8*1 0-6 /℃.黄春娥 等[

9 ] 研究得 到0.

4 L a A l O

3 0.

6 S r T i O

3 介电性能为εr=4 5, *=5

76 7 7GH z , τ =+1*1 0-6 /℃.雷 慎辉等[

8 ] 研究得到0.

6 L a A l O

3 0.

4 S r T i O

3 的ε r=

3

0、 *=4

01 7

7 GH z 、 τ =-2 2*1

0 -6 /℃. C h e n g等[

9 ] 研究得到掺入 ( B 2O 3) =0.

2 5%的0.

5 L a A l O

3 0.

5 S r T i O 3( 质量分数) 的介电 性能 为ε r=

3 5. 2, *=2

40 0 0GH z 、 τ =-1 3. 5*1 0-6 /℃. 研究表明, L A S T 陶瓷性能因制备工艺不同而不同, 烧结温度过高, 工艺还需优化, 对LAST陶瓷的结 构与介电性能的研究较少, 研究性能结果差异较大, 且对结构与性能关系的研究还有待深入.L A S T 是 一种典型的离子晶体, 就极化机制来说, 微波频段和

1 MH z 下的介电性能基本一致, 特别是ε r 无明显差 异, 本文研究( 1- ) L a A l O

3 S r T i O 3( 0≤1) 不同摩尔配比的陶瓷的烧结特性和介电性能, 探索 L A S T陶瓷的结构和介电性能关系, 得到中介电常 数、 低损耗且温度稳定性良好的 L A S T系介电陶瓷.

1 实验 1.

1 样品制备 实验采用分析纯级的 L a 2O

3、 A l 2O

3、 S r C O

3 和TiO2粉末为原料, 制备(1-) L a A l O

3 SrTiO3(0≤1 ) 陶瓷.在尼龙罐中按去离子水、 锆球、 原 料质量比为1∶2∶1球磨8h后, 于13

5 0 ℃预烧 3. 5h 后随炉冷却.研磨过筛后二次球磨, 烘干过筛 后加入1 0%的PVA 粘结剂造粒,

1 0 MP a下压成直 径1 0mm, 厚约

2 mm 的薄圆片.5

5 0 ℃ 排粘 后于14

6 0~16

4 0 ℃烧成, 保温4h随炉冷却制得陶 瓷样品. 1.

2 实验仪器及性能测试 用阿基米德原理来测试样品的密度.采用 D X

2 5

0 0型 X线衍射( X R D) 仪对烧结试样进行物相分 析.用扫 描电子显微镜(SEM) 型号为S3400N型HITACH, 分析陶瓷样品的表面形貌.焙银后, 用Agilent4284A精密 L C R测试仪测试样品介电性能. 图1 烧结特性曲线

2 实验结果与讨论 2.

1 烧结特性与显微结构分析 图1为(

1 - ) L a A l O

3 SrTiO3(

0 <

<

1 ) 陶瓷样 品的密度随烧结温度变化图.由图可看出, L a A l O

3 含量较多的陶瓷样品( =0.