低介低损耗Li3Mg2NbO6系微波介质陶瓷结构解析与性能研究

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Li3Mg2NbO6介质陶瓷是一种新型材料,因自身相对较低的Q×f值和较小的负tf值,使其无法满足实际应用要求。本文通过A位离子非化学计量比的方法来补偿Li3Mg2NbO6陶瓷高温烧结过程中产生的锂挥发现象,从而改善陶瓷的结构特性以及微波介电性能。此外,利用六价离子和五价复合离子分别置换Li3Mg2NbO6陶瓷中Nb5+,研究所得样品的性能及其影响因素。1.利用A位离子非化学计量比成功制得Li3Mg2NbO6纯相陶瓷,并对所得陶瓷样品进行结构和微波介电性能分析。研究结果表明,利用非化学计量比Li+可以补偿陶瓷制备过程中挥发的锂;非化学计量比Mg2+可与挥发后少于正常计量比的Li+充分反应,避免Mg O杂相生成。适量地增加Li+的含量或减少Mg2+的含量可以有效地促进晶粒生长,减少气孔率。此外,论文中还系统的研究了A位离子非化学计量比对样品晶格结构的影响,并且建立了晶格结构和微波介电性能之间的联系。2.利用六价离子(Mo6+和W6+)取代Li3Mg2NbO6陶瓷中B位Nb5+,制备出具有优异性能的Li3Mg2(Nb1-xMox)O6+x/2陶瓷和Li3Mg2(Nb1-xWx)O6+x/2陶瓷。系统的研究了Mo6+和W6+置换Nb5+对Li3Mg2NbO6陶瓷的影响。研究结果表明:Li3Mg2(Nb0.98Mo0.02)O6.01陶瓷在1200℃烧结6h时所得陶瓷样品具有最佳性能,er~15.18,Q×f~116,266 GHz,tf~-15.71 ppm/℃;Li3Mg2(Nb0.94W0.06)O6.03陶瓷在1175℃下烧结6h时所得陶瓷样品性能最佳,er~15.82,Q×f~124,187GHz,tf~-18.28 ppm/℃。3.利用五价复合离子((Li+/Ti4+)、(Li+1/5W6+4/5)5+、(Mg2+1/4W6+3/4)5+、(Al3+1/3W6+2/3)5+和(Ti4+1/2W6+1/2)5+)置换Li3Mg2NbO6陶瓷中的Nb5+。研究表明,利用复合离子置换会在多方面改善陶瓷的综合性能。
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