论文总字数：23773字

摘 要

过去的几十年里见证了移动手机系统的革命性改变，这些改变不断地增加了对新型高性能微波设备的需求。因此，具有低介电常数ε_r，高品质因子Q和近零的谐振频率温度系数τ_f的微波介电材料已经在微波电路、基板和无源元件等元器件中引起了许多注意。钒酸盐化合物拥有极好的微波介电性能，也已经被用于低温烧结陶瓷，一些已被证明与银电极是化学兼容的。

通过传统固相反应法制备了超低损耗微波介电陶瓷BaMg₂V₂O₈, 采用Y-2玻璃和B₂O₃作为烧结助剂，在860~900 ℃之间进行了烧成实验，并测试了样品的密度来探究烧结性能以及样品的介电性能。得出以下结论：（1）随着Y-2玻璃掺杂量的增加，试样的Q·f值在不断下降，最小值为4604 GHz。说明Y-2玻璃的加入无法提高BaMg₂V₂O₈陶瓷的微波介电性能；（2）当B₂O₃掺杂量为1%且烧结温度为860 ℃时，Q·f值最大，为16006 GHz，有利于提高BaMg₂V₂O₈陶瓷Q·f值。

关键词：微波介质陶瓷 BaMg₂V₂O₈ 介电性能 烧结性能

Abstract

The past decades have witnessed revolutionary changes in mobile phone system, which continuously increased the demand for novel high-performance microwave devices. Accordingly, dielectric materials with a low dielectric constant(ε_r),a high quality factor(Q·f) and a near-zero temperatrue coefficient of resonant frequency(τ_f) have attracted lots of attention in microwave circuits, substrates and passive components.

A new ultra-low-loss microwave dielectric ceramic BaMg₂V₂O₈ with a tetragonal structure was successfully fabricated via a conventional solid-state method, Y-2 and B₂O₃ as sintering aids.In the 860-900 ℃ firing experiment, we use the density of the sample to explore the sintring properties ，and the dielectric properties of sample will be tested. It is found that：

（1）with the increasement of Y-2 glass mixture, Q·f values of sample are falling and the minimum value reaches 4604 GHz. It indicates that the addition of Y-2 glass cannot improve microwave dielectric properties of the BaMg₂V₂O₈ ceramic;

(2) When percentage of B₂O₃ reaches 1% and the sintering temperature is 860 ℃, the Q·f value reaches the largest（Q·f =16006 GHz）,which indicates that B₂O₃ can improve Q·f value of BaMg₂V₂O₈ ceramic.

Key Words：Microwave dielectric ceramics； BaMg₂V₂O₈； Sintering properties；Dielectric properties

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 微波介质陶瓷 2

1.3 微波介质陶瓷的主要性能要求 2

1.4 微波介质陶瓷介电性能参数 4

1.4.1 相对介电常数ε_r 4

1.4.2 介电损耗tanδ 5

1.4.3 谐振频率温度系数τ_f 6

1.5 微波介质陶瓷材料的应用 6

1.6 微波介质陶瓷的发展趋势 7

1.7 课题提出及研究内容 7

第二章 实验方法 9

2.1 样品制备 9

2.1.1 实验原料 9

2.1.2 主要实验仪器 9

2.1.3实验工艺 10

2.2 样品的测试与表征 14

2.2.1 密度测试 14

2.2.2 物相组成分析 14

2.2.3 介电性能测试 14

第三章 结果与分析 16

3.1 原料对BaMg₂V₂O₈陶瓷性能的影响 16

3.1.1 不同钒用量对BaMg₂V₂O₈陶瓷烧结性能的影响 16

3.1.2 不同镁原料对BaMg₂V₂O₈陶瓷烧结性能的影响 17

3.2 烧结时间对BaMg₂V₂O₈陶瓷性能的影响 18

3.2.1 烧结时间对BaMg₂V₂O₈陶瓷烧结性能的影响 18

3.2.2 烧结时间对BaMg₂V₂O₈陶瓷Q·f值的影响 19

3.3 Y-2玻璃对BaMg₂V₂O₈性能影响 19

3.3.1 Y-2玻璃对BaMg₂V₂O₈陶瓷烧结性能的影响 20

3.3.2 Y-2玻璃对BaMg₂V₂O₈陶瓷介电常数的影响 21

3.3.3 Y-2玻璃对BaMg₂V₂O₈陶瓷Q·f值的影响 22

3.4 B₂O₃对BaMg₂V₂O₈陶瓷性能的影响 23

3.4.1 B₂O₃对BaMg₂V₂O₈陶瓷烧结性能的影响 23

3.4.2 B₂O₃对BaMg₂V₂O₈陶瓷介电常数的影响 23

3.4.3 B₂O₃对BaMg₂V₂O₈陶瓷Q·f值的影响 24

第四章 结论 26

参考文献 27

致 谢 29

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