制备钙钐钛微波陶瓷材料的技术关键点:
一、配方设计 微波介质陶瓷材料的介电常数、品质因数取决于材料的相对密度、相组成、显微组织等非本征因素和微观结构、晶格振动等本征因素。而谐振频率温度系数则主要与介电常数温度系数相关。所有本征和非本征因素均受到材料组成的影响,微波介质材料的设计及其微波介电性能的调控,是成功开发钙镁钛微波陶瓷的关键。
二、离子掺杂技术 微波陶瓷材料的三个指标:介电常数、品质因素和谐振频率温度系数,彼此之间相互影响。介电常数越高,品质因素将降低,互相矛盾、相互影响。而频率温度系数又受到介电常数温度系数的影响。采用离子掺杂,优化指标,特别是调节频率温度系数近于零,是最有效的改性技术。其中,寻找合适的烧结助剂,降低钙镁钛陶瓷的烧结温度,同时又具有优化材料介电性能的功能,是最佳的解决方法。
三、微波介质材料的性能表征 微波介质陶瓷介电性能的变化规律仅通过其非本征因素的变化来解释是不全面的,且当陶瓷材料致密度较高(>95%)时,非本征因素对其微波介电性能的影响很小,可以忽略。因此有必要从微观结构和晶格振动等本征因素出发研究材料的介电性能变化规律。利用XRD、中子衍射光谱、振动光谱(Raman/IR)和TEM等测试技术研究材料微观结构及晶格振动等本征因素的变化,探求与其介电性能之间的内在联系。但是,较多数生产企业不具备良好的测试手段。
四、粉料制备技术 微波介质陶瓷一般采用干压成型制成,对介质瓷粉的要求很高。较为成熟的制粉工艺是固相合成+球磨/砂磨的方式。
需要解决的问题:
这种固相制粉方法的难点在于:成分的均匀性及粉料的分散性很难保证,且易于引入杂质。因此,采用固相制粉方法,如何解决成分因沉降、混料等原因造成的成分不均,以及球磨/砂磨过程中团聚等缺点,是制粉的关键技术。
针对钙钐钛微波介质陶瓷材料的开发过程,技术关键点也是技术难点,特别是材料的介电性能的表征及设备,十分缺乏,对研发工作带来了一定的影响。
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