磁性离子掺杂对钼酸镁微波介质陶瓷的性能调控毕业论文
2022-01-23 00:08:22
论文总字数:25907字
摘 要
微波介质陶瓷在现代通信和微波技术等众多领域中扮演着重要的角色。本论文介绍了微波介质陶瓷的发展历史、分类、介电性能参数、影响因素、制备方法、研究进展等内容,并选用MgMoO4作为研究对象。MgMoO4属于黑钨矿结构,烧结温度比白钨矿型结构低,符合低温共烧陶瓷(LTCC)技术的应用条件。
本论文讨论了钼酸镁陶瓷的烧结性能、介电性能与预烧温度、烧结温度之间的关系,研究表明,当预烧温度为750 ℃,烧结温度为950 ℃,保温3h时性能最佳,为εr = 7.07,Q×f = 49149 GHz,τf = -67 ppm/℃。由于MgMoO4陶瓷谐振频率温度系数比较大,本论文通过磁性离子(Mn,Ni,Co)掺杂来调节钼酸镁陶瓷的介电性能。研究得到最佳性能为:Ts = 950 ℃,x = 0.05,Mg0.95Mn0.05MoO4的εr = 7.04,Q×f = 47961 GHz,τf = -55 ppm/℃;Ts = 925 ℃,x = 0.05,Mg0.95Ni0.05MoO4的εr = 7.08,Q×f = 42775 GHz,τf =-52 ppm/℃;Ts = 975 ℃,x = 0.05,Mg0.99Co0.01MoO4的εr = 7.02,Q×f = 59418 GHz,τf = -68 ppm/℃。Mn和Ni掺杂可以降低τf,Co掺杂可以提高Q×f值。
关键词:微波介质陶瓷 介电性能 磁性离子 谐振频率温度系数
Performance Regulation of Magnetic Ion Doping on Magnesium Molybdate Microwave Dielectric Ceramics
Abstract
Microwave dielectric ceramics play an important role in many fields of modern communication and microwave technology. This paper introduces the history, classification, dielectric performance, factors, preparation methods, research progress of microwave dielectric ceramics, and selects MgMoO4 as the research object. MgMoO4 has wolframite structure, and the sintering temperature is lower than that of the scheelite structure ceramics, which is in accordance with the application conditions of the Low Temperature Co-fired Ceramic (LTCC) technology.
In this paper, the relationship between sintering performance, dielectric properties, calcined temperature and sintering temperature of MgMoO4 ceramics is discussed. Research shows that when calcined at 750 ℃, and sintered at 950 °C for 3 h, the MgMoO4 ceramics obtain the best properties: εr = 7.07, Q×f = 49149 GHz, τf = -67 ppm/°C. Since the resonance frequency temperature coefficient ceramic MgMoO4 is relatively large, the dielectric properties of the present paper is adjusted by doping magnetic ions (Mn, Ni, Co). The best performance are as follows: Ts = 950 ℃, x = 0.05, Mg0.95Mn0.05MoO4: εr =7.04, Q×f = 47961 GHz, τf = -55 ppm/℃; Ts = 975 ℃, x=0.01, Mg0.99Co0.01MoO4: εr = 6.94, Q×f = 54198 GHz, τf = -63 ppm/℃; Ts = 925 ℃, x=0.05, Mg0.95Ni0.05MoO4: εr =7.08, Q×f = 42775 GHz, τf = -52 ppm/℃. Mn and Ni doping can reduce τf, and Co doping can increase Q×f value.
Key words: Microwave dielectric ceramic; Dielectric properties; Magnetic ions; Resonant frequency temperature coefficient
目 录
摘 要 I
Abstract II
第一章 绪论 1
1.1引言 1
1.2 微波介质陶瓷的简介 1
1.2.1 发展历史 1
1.2.2 介电性能参数 2
1.2.3 微波介质陶瓷的分类 3
1.2.4 微波介质陶瓷的制备 4
1.2.5 低温共烧陶瓷 5
1.3 课题的背景与研究内容 8
1.3.1 课题的提出背景 8
1.3.2 课题研究内容 8
第二章 实验方案 9
2.1 实验原料与设备 9
2.1.1 实验原料 9
2.1.2 实验仪器 9
2.2 实验方法 10
2.2 样品的性能测试 11
2.2.1 体积密度测试 12
2.2.2 晶相组成测试 12
2.2.3 介电性能测试 12
2.2.4 显微结构分析 12
第三章 实验结果及分析 13
3.1 MgMoO4微波介质陶瓷的性能 13
3.1.1 物相组成分析 13
3.1.2 烧结性能分析 13
3.1.3 微观形貌分析 14
3.1.4 介电性能分析 15
3.1.5 保温时间对介电性能的影响 17
3.2 Mg1-xMnxMoO4微波介质陶瓷性能分析 17
3.2.1 物相组成观察分析 17
3.2.2 烧结性能分析 18
3.2.3 微观形貌分析 19
3.2.4 介电性能分析 20
3.3 Mg1-xNixMoO4微波介质陶瓷性能分析 22
3.3.1 物相组成分析 22
3.3.2 烧结性能的分析 23
3.3.4 介电性能分析 25
3.4 Mg1-xCoxMoO4微波介质陶瓷性能分析 27
3.4.1 物相组成分析 27
3.4.2 烧结性能的分析 29
3.4.3 介电性能分析 29
第四章 实验结论 33
4.1 MgMoO4微波介质陶瓷性能分析 33
4.2 Mg1-xMxMoO4(M=Mn,Ni,Co)微波介质陶瓷性能分析 33
参考文献 34
致谢 37
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