畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告液相包覆法引入B2O3對(duì)Ba2Ti9020陶瓷性能的影響

1、河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告學(xué)院：材料學(xué)院 2011年03月8日課題名稱(chēng)液相包覆法引入b2o3對(duì) ba2ti9020陶瓷性能的影響學(xué)生姓名史金金專(zhuān)業(yè)班級(jí)硅光伏071課題類(lèi)型論文指導(dǎo)教師李謙職稱(chēng)副教授課題來(lái)源科研1. 設(shè)計(jì)（或研究）的依據(jù)及意義依據(jù):陶瓷材料一般采用粉末冶金的方法制備, 傳統(tǒng)的工藝方法是通過(guò)機(jī)械混合復(fù)合陶瓷粉末, 經(jīng)壓制、燒結(jié)或直接熱壓( 或等靜壓) 得到燒結(jié)坯體。由于機(jī)械混粉會(huì)造成粉末混合不均勻, 尤其是當(dāng)對(duì)陶瓷材料致密化起關(guān)鍵作用的助燒劑混合不均勻時(shí), 會(huì)導(dǎo)致陶瓷材料性能明顯降低，助燒劑用量同樣會(huì)影響陶瓷性能，一般來(lái)說(shuō)助燒劑用量越小對(duì)陶瓷材料性能影響越小。為提高助燒劑

2、在陶瓷粉體中的勻分散，本文通過(guò)液相包覆技術(shù)在ba2ti9020表面鍍一層b2o3。所謂液相包覆技術(shù), 就是通過(guò)化學(xué)的方法, 在液體中對(duì)顆粒( 包括晶須和纖維) 表面包覆涂層的技術(shù)。液相包覆技術(shù)是用來(lái)制備涂層粉末的一種方法。與其它方法( 如cvd和pvd) 相比, 具有工藝簡(jiǎn)單, 成本低等優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)液相包覆技術(shù)不但使助燒劑達(dá)到較佳的分散,同時(shí)也少了b2o3用量,在晶體上生成了共晶相而在低溫實(shí)現(xiàn)了致密化, 從而獲得好的致密度和高強(qiáng)度的ba2ti9020陶瓷。意義:微波介質(zhì)陶瓷是一種新型電子材料，作為諧振器、濾波器、振蕩器、衰減器、介質(zhì)天線等的核心微波元器件材料廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代移動(dòng)通訊、衛(wèi)星通信、軍用

3、雷達(dá)、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（gps）、藍(lán)牙技術(shù)、無(wú)線局域網(wǎng)等領(lǐng)域。近年來(lái)隨著人們對(duì)太空等未知領(lǐng)域的深入探索，雷達(dá)和全球定位系統(tǒng)也得到了迅速發(fā)展，這就要求開(kāi)發(fā)可在高頻下使用的微波元器件材料，并保證各種高頻式微波電子元件體積更小，質(zhì)量更輕。滿足這些要求的途徑之一就是利用多層陶瓷共燒技術(shù)。從經(jīng)濟(jì)和環(huán)保角度考慮該技術(shù)要求微波介質(zhì)陶瓷能夠與具有高電導(dǎo)率且相對(duì)廉價(jià)的ag 和cu 共燒。目前應(yīng)用的微波介質(zhì)陶瓷的燒結(jié)溫度都比較高（1 300 ），故使微波介質(zhì)陶瓷的燒結(jié)溫度降低到ag 和cu 的熔點(diǎn)溫度以下，以滿足多層陶瓷共燒的需求是今后的發(fā)展方向。高頻介電陶瓷材料可分為1 bao-tio2系2 bao-tio2-

4、ln2o3三價(jià)稀土氧化物系3 zro2-sno2-tio2系4含鉛復(fù)合鈣鈦礦結(jié)構(gòu)氧化物系5 不含鉛復(fù)合鈣鈦礦結(jié)構(gòu)氧化物系。bao-tio2系陶瓷材料具有良好的介電特性，因此該材料倍受注目ba2ti9o20 具有較佳的微波特性，是目前應(yīng)用在高頻微波元件的重點(diǎn)材料之一。單一純相的ba2ti9o20相對(duì)介電常數(shù)約為39.8。介質(zhì)損耗低，在4 ghz 時(shí)其q 值8 000 ,而且其共振頻率對(duì)溫度的變化很穩(wěn)定，由于 ba2ti9o20 微波介電材料的燒結(jié)溫度大多為 1400 左右因此限制了電極材料的選擇只能使用熔點(diǎn)較高的銀-鈀電極這不僅會(huì)增加元件的介質(zhì)損耗而且價(jià)格昂貴，所以降低材料的燒結(jié)溫度是首要的目標(biāo)

5、。而降低燒結(jié)溫度的方法不外乎三種一是添加燒結(jié)助劑利用液相燒結(jié)來(lái)降低燒結(jié)溫度二是采用機(jī)械或化學(xué)方法制備微細(xì)粉體 增加表面積以降低燒結(jié)溫度。三是開(kāi)發(fā)新的可低溫?zé)Y(jié)材料?；瘜W(xué)法制粉雖然可以精確控制粉末的粒徑及組成但是批量化生產(chǎn)能力差以致成本居高不下，而新材料開(kāi)發(fā)又極費(fèi)時(shí)所以最常用的方法采用固相合成方式添加微量其它元素以節(jié)省成本。本文即是對(duì)以ba2ti9o20 為主晶相以液相包覆的方法引入b2o3做為助燒劑降低陶瓷材料的燒結(jié)溫度并使其介電性能達(dá)到mlcc用高頻瓷料的電性能要求的研究。國(guó)內(nèi)外同類(lèi)設(shè)計(jì)（或同類(lèi)研究）的概況綜述目前國(guó)內(nèi)外90%左右采用機(jī)械混合法引入助燒劑，通過(guò)機(jī)械共混獲得復(fù)合粉體。該方法雖然

6、操作簡(jiǎn)單 , 但由于密度及其粉體粒度差異會(huì)導(dǎo)致助燒劑在基體粉體中分布不均勻。降低復(fù)合粉體的燒結(jié)性能和其他的微波性能。中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所的管恩祥、陳瑋和羅瀾在lnt陶瓷的低溫?zé)Y(jié)及其微波介電性能中研究了固相法加入bzl作助燒劑對(duì)微波介質(zhì)陶瓷的影響，結(jié)果表明：bzl玻璃能有效降低lnt陶瓷的燒結(jié)溫度, 摻入10wt%bzl玻璃的復(fù)合材料能夠在900燒結(jié)致密，在lnt陶瓷中添加bzl玻璃使材料的介電常數(shù)和品質(zhì)因數(shù)下降較大。浙江大學(xué)的張啟龍、楊輝和童建喜在so1gel法引入添加劑制備低溫?zé)Y(jié)zntio3微波介質(zhì)陶瓷中研究了究了溶膠凝膠法引入zno-b2o3-sio2的zntio3低溫?zé)Y(jié)陶瓷材

7、料合成、結(jié)構(gòu)、燒結(jié)及介電性能。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：zno-b203-sio2溶膠均勻包覆在znti03顆粒表面，形成球形包覆顆粒。用溶膠凝膠法引入zno-b203-sio2制備的樣品容易致密燒結(jié)，晶粒大小均勻，氣孔率比固相法引入zno-b203-sio2玻璃制備的樣品小。以溶膠凝膠方式引入zno-b203-sio2制備的znti03陶瓷f偏差0.3，q廠偏差l 000 ghz，離散性小于以固相法引入玻璃制各的znti03陶瓷的性能(p，偏差0.8，9v偏差2 l00ghz)，可用于制造對(duì)f，偏差更小的小型多層微波頻率器件。浙江大學(xué)納米科學(xué)與技術(shù)中心的萬(wàn)香、王家邦、楊輝、楊介更在燒結(jié)助劑引入方式對(duì)bnt

8、陶瓷性能的影響中分別以sol-gel 法和固相合成法引入bcc（bacuo2+cuo2）燒結(jié)助劑制備bao-nd2o3-tio2(bnt)陶瓷采用dta-tga、sem、網(wǎng)絡(luò)分析儀等對(duì)陶瓷微觀結(jié)構(gòu)、性能等進(jìn)行分析。結(jié)果表明：用sol-gel 法引入bcc 的樣品經(jīng)1 100燒結(jié)后氣孔率為1.6、r 為 85.03、qf（測(cè)試頻率2 ghz）為3576ghz，優(yōu)于固相合成法1150燒結(jié)樣品的性能。國(guó)外的m.-c. wu , m.-k. hsieh , c.-w. yen , y.-c. huang, w.-t. huangc, w.-f. sua在low sintering band2ti4o12 microwave ceramics prepared bycuo thin layer coated powder中研究了包覆cuo對(duì)材料性能的影響。結(jié)果證明和常規(guī)的材料制備方法相比，液相法不但減少了助燒劑用量而且制備的材料具有更好的介電性能。 總之，目前國(guó)內(nèi)外基本以固相法為主，雖然有少量液相包覆法對(duì)材料性能的研究，但以ba2ti9020為基體材料