几种典型的微波介质陶瓷材料的研究现状
添加剂对钛酸镁陶瓷性能影响的研究进展
第33卷第l期 2012年3月 《陶瓷学报》 JoURNAL OF CERAMICS Vo1.33.No.1 Mar.2012
文章编号:1000—2278(2012)01—0090-05
添加剂对钛酸镁陶瓷性能影响的研究进展
王宇光 杜仕文 王香云 王来福 郑隆芝
(济宁学院化学与化工系,山东曲阜273155)
摘要 综述了添加剂对钛酸镁陶瓷性能影响的研究现状,烧结及介电性能等方面的进展。研究结果中可以看出,Bi203-Vg)s、Co20 ̄、 ZnO等氧化物及氧化物玻璃料的添加可以不同程度地大幅降低陶瓷的烧结温度。在Mg2TiO 中掺杂不同添加剂可适当改变其介 电常数,满足其介电常数材料的应用需要;在MgTiO 中掺入不同添加剂可不同程度改变其介电常数,得到具有较高Q f值且 ,r 一O的钛酸镁基陶瓷材料。从当前研究现状可以看出,掺杂改性是获得所需性能材料的强有力手段,也是今后对钛酸镁基陶瓷
性能优化的主要研究方向之一。 关键词添IIII;综述;钛酸镁陶瓷;介电性能;烧结温度 中图分类号:TQ174.75文献标识码:A
0引言
钛酸镁陶瓷是一种重要的微波介质材料,其原料
丰富,成本低廉fl,2l。以钛酸镁陶瓷为主要原料开发的
GPS天线、介质滤波器及谐振器在通信产业中已经
得到了广泛应用[31。作为微波介质陶瓷材料,其介电
性能应满足如下要求:(1)在微波频率下具有合适的
介电常数;(2)较高的品质因数(Q X f值);(3)在一50一
+100't2温度范围内下 要尽量接近于零[41。由于三项介
电性能相互制约,且钛酸镁陶瓷烧结温度高,达1400
余℃,烧结范围窄[31。因此,降低其烧结温度、拓宽烧结
范围,保证其介电性能满足相应要求一直是广大材料
科学家关注的问题。解决该问题,无一例外地采用了
掺杂添加剂的方式。当前有关添加剂对钛酸镁陶瓷性
能影响研究进展的报道不多,本文将着重对添加剂对
微波介质陶瓷的应用
微波介质陶瓷(MWDC)是应用于微波频段(主要是UHF、SHF频段,300MHz~300GHz)电路中作为介质材料并完成一种或多种功能的陶瓷,是近年来国内外对微波介质材料研究领域的一个热点方向。近年来,移动通讯、卫星通信、军用雷达、全球卫星定位系统(GPS)、蓝牙技术、无线局域网等现代通信技术得到了快速发展。这些通信装置中使用的微波电路一般由谐振器、滤波器、振荡器、衰减器、介质天线、微波集成电路基片等元件组成,微波介质陶瓷(MWDC)是其制备的关键基础材料。用微波介质陶瓷制作的元器件具有体积小、质量轻、性能稳定、价格便宜等优点。目前微波陶瓷材料和器件的生产水平以日Murata公司、德EPCOS公司、美Trans-Tech公司、Narda MICROWAVE-WEST公司、英Morgan Electro
Ceramics、Filtronic等公司为最高。其产品的应用范围已在300MHz~40GHz系列化,年产值均达十亿美元以上。国外介质陶瓷材料发展具有综合领先水平的是日本、美国等发达国家。日本在介质陶瓷材料领域中一直以全列化、产量最大、应用领域最广、综合性能最优,占据了世界电子陶瓷市场50%的份额。美国在电子陶瓷的技术研发方面走在世界前列,但是产业化应用落后于日本,大部分技术停留在实验室阶段。目前,美国电子陶瓷产品约占世界市场份额的30%,居全球第二位。目前世界电子陶瓷的市场规模达到1300亿美元左右。未来几年需求量每年将以15~20%的速度增长,到2015年需求量将突破2100亿美元。
我国特陶企业集中分布在北京、上海、天津、江苏、山东、浙江、福建、广东等沿海城市和地区以及华中部分城市地区,西南西北等偏远地区以原军工三线企业为主。在我国电子陶瓷行业中,股份制和三资企业具有最强的竞争力。国内微波介质陶瓷材料及器件的生产,在技术水平、产品品种和生产规模上与国外相比有较大差距。我国特种陶瓷产业目前主要存在产业规模小、技术创新弱、研发投入少、品牌知名度不高、工艺和装备水平低、能耗高、融资困难、无序竞争等问题,特别是企业缺乏创新能力,产业缺乏创新平台,严重制约了特种陶瓷产业由量向质的飞跃提升。我国从事特种陶瓷开发研制的高校、科研院所和生产企业已超过300家,其中研发生产功能陶瓷的单位占63.6%,研发生产结构陶瓷的单位占36.4%。中国科学院、上海硅酸盐研究所、清华大学等对我国特种材料研究起到了重要的推动作用。目前微波介质陶瓷已在便携式移动电话、汽车电话、无绳电话、电视卫星接收器、军事雷达等方面被用来广泛制造微波介质滤波器和谐振器,在现代通信工具的小型化、集成化过程中正发挥着越来越大的作用。2009年国内通信设备市场投资达1743亿人民币,增速14.6%;预计2010年和2011年的电信设备市场投资为1850亿元和1880亿元,无疑会给微波介质陶瓷行业带来巨大需求。预计到2015年,我国电子陶瓷产品需求量将突破280亿元。
微波介质材料
微波介质材料
微波介质材料是一种在微波频段内具有特定电磁性能的材料,广泛应用于通信、雷达、医疗、无线电频谱分析等领域。微波介质材料的性能对于微波器件的性能和整体系统的性能至关重要。本文将介绍微波介质材料的基本特性、常见材料及其应用领域。
首先,微波介质材料的基本特性包括介电常数、磁导率、损耗 tangent 和介质常数等。介电常数是描述材料对电场响应的参数,而磁导率则是描述材料对磁场响应的参数。损耗 tangent 是描述材料对微波信号能量损耗的参数,介质常数则是介电常数和磁导率的组合参数。这些基本特性决定了微波介质材料在微波器件中的电磁性能。
其次,常见的微波介质材料包括氧化铝陶瓷、氧化镁陶瓷、聚四氟乙烯(PTFE)等。氧化铝陶瓷具有较高的介电常数和较低的损耗 tangent,适用于微波滤波器、耦合器等器件。氧化镁陶瓷具有优异的磁性能,适用于微波隔离器、微波吸收器等器件。聚四氟乙烯具有低介电常数和低损耗 tangent,适用于微波天线、微带线等应用。除了这些材料,还有许多其他的微波介质材料,它们在不同的应用领域发挥着重要作用。
微波介质材料在通信、雷达、医疗、无线电频谱分析等领域有着广泛的应用。在通信领域,微波介质材料被应用于天线、滤波器、耦合器等器件中,以提高通信系统的性能。在雷达领域,微波介质材料被应用于天线、隔离器、吸收器等器件中,以提高雷达系统的性能。在医疗领域,微波介质材料被应用于医疗设备中,如磁共振成像设备、微波治疗设备等。在无线电频谱分析领域,微波介质材料被应用于频谱分析仪、天线分析仪等设备中,以提高频谱分析的精度和灵敏度。
总的来说,微波介质材料是微波器件和系统中不可或缺的一部分,其性能直接影响着整个系统的性能。随着无线通信、雷达技术、医疗设备等领域的不断发展,对微波介质材料的需求也在不断增加。因此,对微波介质材料的研究和应用具有重要意义,将会为相关领域的发展和进步提供有力支撑。
掺BCB低温共烧ZnNb2O6微波介质陶瓷的研究
第3 2卷第4期
2O10年8月 压电与声光
PIEZ0E1 ECTRICS&AC0UST()()PTICS Vo1.32 No.4
Aug.2O10
文章编号:1004—2474(2010)04—0660—04
掺BCB低温共烧ZnNb2 O6微波介质陶瓷的研究
郑振中 ,甘国友 ,严继康 ,郭宏政 ,曹盈盈
(1.天通控股股份有限公司,浙江海宁314400;2.昆明理工大学材料与冶金工程学院,云南昆明650093) 摘要:研究了BaCu(B。Oj)(BCB)对ZnNb O 微波介质陶瓷烧结特性和介电性能的影响。结果表明,BCB 玻璃料形成的液相加速了颗粒间的传质,促进了烧结,能有效的使ZnNbzOs陶瓷的烧结温度降低至875℃,随着 BCB含量的增多,样品中出现了第二相。 (BCB)=3 的ZnNb O 陶瓷在875℃保温4 h,获得优异的综合介电
性能,即介电常数£ =23.4,品质因数与频率的乘积Q×_厂一13 230 GHz,谐振频率温度系数f,=一78.41× 1O /℃,与Ag共烧研究表明,ZnNb。O 陶瓷与Ag电极化学兼容性较好,未发生明显的扩散反应现象,可作为一
种新型的低温烧结微波介质陶瓷用于多层微波器件的制作。 关键词:BaCu(B2O );低温共烧;银扩散;ZnNb2O6陶瓷 中图分类号:TQ174 文献标识码:A
A Study on Low Temperature Co—fired ZnNb2 06 Dielectric Ceramic
Doped by BCB
ZHENG Zhenzhong ,GAN Guoyou ,YAN Jikang ,GUO HongZheng。,CAO Yingying
(1.TDG H()LDING CO.,LTD,Haining 314400,China; 2.Faculty of Material and Metallurgy Engineering,Kunming University of Science and Technology,Kunming 650093,China) Abstract:The effect of BaCu(BeO5)(BCB)addition on the sinterability and dielectric properties of ZnNb206 ceramic were investigated.It was found that the liquid formatted by BCB glass accelerated the mass transfer of particles,promoted the sintering.The sintering temperature of ZnNb2 06 ceramic was effectively lowered to 875℃. With increasing of ZBS content,the second—phase appeared.The sample of ZnNb2 06 ceramic with 3 of BCB addition sintered at 875℃for 4 h had the optimum dielectric properties of e 一23.4,Q×,_-1 3 230 GHz and the temperature coefficient of resonant frequency rf 一78.41×10 / C。The study of co~fired Ag behavior shows that
微波加热用透波材料的研究进展
化工进展ChemicalIndustryandEngineeringProgress2022年第41卷第1期
微波加热用透波材料的研究进展
白永珍1,尚小标1,2,3,刘美红1,魏聪1,张富程1,肖利平1,李广超1,陈君若4(1昆明理工大学机电工程学院,云南昆明650500;2非常规冶金教育部重点实验室,云南昆明650093;3微波能工程应用及装备技术国家地方联合工程实验室,云南昆明650093;4昆明理工大学城市学院,云南昆明650051)
摘要:微波加热技术因其绿色环保、体积加热、选择性加热等优势,已被广泛应用于化工强化、金属冶炼、陶瓷烧结、食品加工等众多领域,但微波在反应器内普遍存在透波效果差、微波利用率低等问题。随着微波加热技术的不断发展,微波加热设备中透波材料的选用越来越受到大家的关注。本文主要针对透波材料在微波加热领域中的应用现状进行综述,对透波材料的种类进行简要介绍,分别从微波加热用容器和保温材料两方面进行论述。详细介绍了氧化物、氮化物、硅酸盐、磷酸盐等高温透波材料及聚四氟乙烯、玻纤增强树脂基、环氧树脂等中、低温透波材料的研究进展,并具体论述了目前微波加热常用纤维棉、纤维毯和纤维板等各种陶瓷纤维制品的介电特性和透波性能,最后指出了目前微波加热用透波材料普遍存在的问题,并对透波材料的应用和发展作出了展望。关键词:微波加热;透波材料;容器;隔热耐火材料中图分类号:TB35文献标志码:A文章编号:1000-6613(2022)01-0253-11
Researchprogressofwave-transmittingmaterialsformicrowaveheating
BAIYongzhen1,SHANGXiaobiao1,2,3,LIUMeihong1,WEICong1,ZHANGFucheng1,XIAOLiping1,LIGuangchao1,CHENJunruo4(1FacultyofMechanicalandElectricalEngineering,KunmingUniversityofScienceandTechnology,Kunming650500,Yunnan,China;2KeyLaboratoryofUnconventionalMetallurgyofMinistryofEducation,Kunming650093,Yunnan,China;3NationalLocalJointLaboratoryofEngineeringApplicationofMicrowaveEnergyandEquipmentTechnology,Kunming650093,Yunnan,China;4CityCollege,KunmingUniversityofScienceandTechnology,Kunming650051,Yunnan,China)
CaTiO3-NdAlO3系微波介质陶瓷的研究进展
28 褚夫同等:CaTiO,.NdAIO,系微波介质陶瓷的研究进展 工材料2008 No.1
CaTiO 3.NdAIO 3系微波介质陶瓷的研究进展
褚夫同,郑兴华,张国清,汤德平,张肖峰,林伟怡
(福州大学材料学院。福州350108)
摘要:综述了具有中等介电常数的CaTiO。一NdA10,微波介质陶瓷在晶体结构、制备及反应过程、介电性 能等方面的研究进展,总结了该体系微波介质陶瓷研究中存在的问题及其发展趋势。 关键词:微波介质陶瓷;钙钛矿结构;CaTiO3一NdA10 中图分类号:TM28;TQ174.75 文献标志码:A 文章编号:1671—8887(2008)01—0028—04
Research Progress of CaTi O 3-NdAIO 3 Microwave
Dielectri C Cerami CS
CHU Fu-tong,ZHENG Xing-hua,ZHANG Guo-qing, TANG De-pin,ZHANG Xiao-feng,LIN Wei-yi (College of Ma terials Science and Engineering,Fuzhou Uni versi ty,Fuzhou 350108,China)
Abastract:The research progress of CaTiO 3-NdAIO3 microwave dielectric ceramics with in. termediate dielectric constant in the past decades is reviewed from the crystal structure, preparation,reaction sequence,dielectric properties.The present problems and develpo- ment trend in these microwave dielectric ceramics are summarized. Key words:microwave dielectric ceramics;perovskites structure;CaTiO 3-NdAIO 3
几种电子陶瓷材料的研究进展与应用前景
第34卷第2期 2013年6月 《陶瓷学报》 JOURNAL OF CERAMICS Vol|34.No.2 Jun.2013
文章编号:1000—2278(2013)02—0219—05
几种电子陶瓷材料的研究进展与应用前景
张效华 辛凤 胡跃辉 杨丰 陈义川
(景德镇陶瓷学院,江西景德镇333000)
捅姜 电子科学,信息技术发展日新月异,高速奔向集成化和微型化。在电子产品中,元器件是其重要的组件之一。所以对核心元件 提出更高的标准:必须具有高速,微型,轻薄,高可靠性等特点。电子元器件的核心技术就是如何利用功能陶瓷材料的电、磁、声、 光、力、热等特性。元器件的发展趋势是小型化、片式化、多层化、模块化、集成化和多功能化,以及高性能低花费,方便使用。本文 综合介绍了微波介电,铁电压电,磁性以及热释电等新型功能陶瓷材料,同时也介绍了最新的研究进展及可能的应用前景。
关键词功能陶瓷;微波介电;铁电压电;磁电;热释电
中图分类号:TO174.75文献标识码:A
0引言
随着电子科学与技术,计算机,光纤通信,信号与
系统的高速发展,电子产品越来越向微型化和高度集
成化发展,从而对电子元器件提出了更高的标准:要
求其能满足高速、微型、轻薄和高可靠性等特点,同时
也兼具高精度、能耐温度差异、低能耗、大功率、模块
智能与环保等特点n一回。电子元器件最为重要的技术核
心就是介质材料的制备(具有电、磁、声、光、力、热等
特陛)【l2】。另外电子陶瓷在微电子、光纤传导、传感器
以及空间技术等高级技术领域中发挥出重要作用,同
时也在电子通信、控制、超大规模电路、信息处理中也
发挥着重要支撑作用,为科学技术的进步夯下坚实的
基础。因此,电子陶瓷成为目前材料界的研究热点。电
子陶瓷根据其性能划分,种类繁多。一般根据具体的
性能,适用于电容、电感、驱动器、传感器、存储以及滤
波器等组件,当前电子陶瓷主要包括微波介电,铁电
微波烧结的研究进展及其在陶瓷材料中的应用
中国陶瓷工业 2010年10月第17卷第5期 CHlNA CERAMIC lNDUSTRY Oct.2010 Vo1.17.No.5
文章编号:1006—2874(2010)05—0065—03
微波烧结的研究进展及其在陶瓷材料中的应用
郝斌 刘大成
(唐山学院环境与化学工程系,唐山:063000)
摘要微波烧结不同于传统烧结,是一种全新的烧结技术。本文介绍了微波烧结的原理及特点,全面综述了微波烧结技术的研
究现状,介绍了微波烧结在陶瓷材料中的应用,最后展望了微波烧结技术的发展趋势。
关键词微波烧结,陶瓷材料,技术原理,复合材料
中图分类号:TQ175.75 文献标识码:A
1前言
与无线电、红外线、可见光一样,微波也是一种电磁波。只
不过微波是一种频率非常高的电磁波,又称超高频。通常把
300MHz~300GHz的电磁波划为微波,其对应的波长范围为
1.-1000mm。自从20世纪40年代以来,微波在雷达、通讯、能
源、等离子体和固体物理等领域得到了广泛的应用。50年代 美国的Von Hippel在材料介质特性方面的开创性工作为微
波烧结的应用奠定了基础nI。材料的微波烧结开始于20世纪 6O年代中期,由Tinga W R等人首先提出用微波对陶瓷材料
进行烧结[21。到70年代中期,法国的Badot和BeneaI1 .1[al及美
国的Suaont[4]等开始对微波烧结技术进行系统研究;80年代
以后,各种高性能陶瓷和金属陶瓷材料得到广泛应用。目前,
微波加热的研究涉及到陶瓷制备与处理的各个过程,如精细
陶瓷材料的制备,陶瓷材料的高温烧结,陶瓷复合材料的焊接
等。随着对微波烧结技术研究的深入,能够用于微波烧结的材
料种类将不断扩大,引起广泛关注。
2微波烧结原理和特点
2.1微波烧结的原理 材料的传统加热方式是必须将材料置于加热的环境中,
热能通过对流、传导或辐射的方式传递至材料表面,再由表面
微波介质陶瓷及其展望
‘42’ 全国性建材科技期刊——《陶瓷》2002年第1期总第155期
微波介质陶瓷及其展望
高春华黄新友 (江苏理工大学材料科学与工程学院镇江212013) 摘要综述了微波介质陶瓷材料的特性和发展现状.介绍了几种重要的微谴介质陶瓷体系.讨论了微波介质陶瓷性能 的影响因素,指出了改善其胜能的途径和微波介质陶瓷的预期进展。 关键词微波陶瓷介质陶瓷陶瓷 中图分类号TO174 文献标识码A
引言
微波介质陶瓷材料具有损耗低,频率温度系数小, 介电常数高等特点。用微波介质陶瓷材料做成的各类 高性能器件,已被广泛应用于卫星电视、雷达、移动通 讯、电子计算机及现代医学等众多领域…。 微波介质陶瓷是谐振器、滤波器、振荡器、移相器 等微波元器件的关键材料,而且微波介质陶瓷的性能 在很大程度上决定了上述元器件与系统的尺寸及性能 极限 为适应移动通讯与卫星通讯等方面的迅速发 展,国际上对微波介质陶瓷的研究与开发应用愈来愈 重视。目前对微波介质陶瓷的研究开发主要围绕如下 几大方向开展:①追求低损耗的极限,研究已有材料的 低损耗化;②探索更高的介电常数(>100乃至>150) 新体系;③频率捷变(电调)微波介质陶瓷 “ 。 对微波介质陶瓷材料总的要求是:在所使用的微 波波段内,介电系数s要大,品质因数Q要高(tgc3要 小),谐振频率的温度系数 要接近于零或可调节。e 大则微波介质元件的尺寸可缩小,产品小型化必定要 求提高微波介质陶瓷材料的e.品质因素Q高町获得 良好的滤波特性及通讯质量,而 小或可调节则是整 机电子回路的要求。研制符合上述要求的微波介质陶 瓷材料是当今陶瓷材料研究中的高技术课题之一。评 价微波介质陶瓷材料,主要看其介电常数e、谐振品质 因素0值和谐振频率的温度系数r r3个主要技术参数 的先进性和实用性,此外也要考虑材料的传热系数,绝 缘电阻和相对密度等因素 因而在微波介质陶瓷材料 的研究中,采用新工艺、新技术提高材料的性能已成为 不可忽视的问题 l微波介质陶瓷的发展
陶瓷材料的微波烧结及研究进展
第29卷第3期 2008年6月 热处理技术与装备 RECHULI JISHU YU ZHUANGBEI Vol_29.NO.3 Jun.,2008
陶瓷材料的微波烧结及研究进展 艾云龙,刘书红,刘长虹,罗军明,王圣明 (南昌航空大学,江西南昌330063) ・综 述・
摘要:本文阐述了微波烧结的基本原理,介质与微波的耦合作用以及陶瓷材料的微波烧结特性和 优点。对微波烧结陶瓷材料的研究现状和方向进行了总结。 关键词:陶瓷;微波烧结;应用;进展 中图分类号:TG148文献标识码:A 文章编号:1673—4971(2008)03—0001—04
Development and Microwave Sintering of Ceramic Materials AI Yun.1ong,LIU Shu・hong,LIU Chang—hong,LUO Jun—ming,WANG Sheng・ming (Nanchang Hangkong Universty,Nanchang Jiangxi 330063,China) Abstract:This paper introduces the fundmentals of microwave sintering and the coupling effect of medium and microwave,as well as the characteristics and excellences of microwave sintering in ceramic materials. The latest research and aspect of microwave sintering in ceramic materials are reviewed. Key words:ceramic;microwave sintering;applications;development
