LTCC滤波器用MgO-B2O3二元体系低介、高Q微波介电材料的成分设计、缺陷调控与性能研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:61761015
- 项目类别:地区科学基金项目
- 资助金额:37.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:F0122.物理电子学
- 结题年份:2021
- 批准年份:2017
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2018-01-01 至2021-12-31
- 项目参与者:张海林; 阮红; 谭祥虎; 王康国; 孙文东; 黄瑾; 刘高峰; 范广超;
- 关键词:
项目摘要
High frequency of modern mobile communication technology requires the corresponding microwave dielectric ceramics should have lower permittivity. However, so far commercial low temperature co-fired ceramics (LTCC) materials with low permittivity contain excess glass phase, which induces the problems with casting difficulties and high dielectric loss. In this project, novel MgO-B2O3 based binary system with low permittivity and small dielectric loss will be designed and prepared. Firstly, the intrinsic dielectric properties of ceramics will be studied by the far infrared reflectance spectroscopy and the first principle calculation, and the origin of dielectric loss will be revealed. Furthermore, small amount of BaCu(B2O5) powders will be added to reduce the sintering temperature of ceramics. The volatilization of B2O3, characteristics of grain boundary and vacancy will be systematically investigated. The intrinsic relationship between the above factors and microwave dielectric properties of ceramics will be discussed, and the microwave dielectric performance of ceramics will be optimized by controlling the structure and defect. The inherent mechanism of impacts between the chemical composition, microstructure and properties about the bending strength and resistance to corrosion characteristics of electroplating will be revealed. Finally, novel low permittivity and small dielectric loss MgO-B2O3-based LTCC materials with excellent performance will be obtained. The implementation of this project will not only improve the principle and methods of performance control for LTCC microwave dielectric materials with low permittivity, but also provide a theoretical and experimental reference for designing similar microwave dielectric materials.
现代通讯技术的高频化要求相应的微波介电陶瓷必须具有更低的介电常数,但是目前商用低介电常数LTCC材料中玻璃相成分过多,存在流延成型困难、介电损耗大等缺点。本项目拟设计制备新型MgO-B2O3基二元体系低介电常数、低损耗LTCC微波介电陶瓷。首先,通过第一性原理计算和远红外反射光谱研究该类陶瓷材料的本征介电特性,揭示其介电损耗的起源。在此基础上,添加少量BaCu(B2O5)陶瓷粉体来降低材料的烧结温度,研究B2O3的挥发、晶界特性、空位等缺陷,揭示上述因素与材料微波介电特性之间的内在关系,通过结构与缺陷调控实现对该类陶瓷介电性能的优化。探讨化学组分、微结构对陶瓷抗弯强度和电镀腐蚀性能的内在影响机理,以期获得性能优异的新型MgO-B2O3基低介低损LTCC微波介电陶瓷。本项目的顺利实施,有助于进一步完善低介LTCC材料性能调控的原理和方法,为类似微波介电材料的科学裁剪提供实验与理论借鉴。
结项摘要
现代通讯技术的高频化要求相应的微波介电陶瓷必须具有更低的介电常数,但是目前商用低介电常数LTCC材料中玻璃相成分过多,存在流延成型困难、介电损耗大等缺点。为了解决这一关键问题,本项目设计制备了系列新型MgO-B2O3基二元体系低介电常数、低损耗LTCC微波介电陶瓷,系统研究了制备工艺对陶瓷材料组成、结构以及微波介电性能等的影响。在此基础上,添加少量BaCu(B2O5)[或BaCu(B2O5)+H3BO3]低熔点粉体来降低材料的烧结温度,系统研究了B2O3的挥发、晶界特性、空位等缺陷,揭示了上述因素与材料微波介电特性之间的内在关系,通过结构与缺陷调控实现了对该类陶瓷介电性能的优化,获得了一系列性能优异的新型MgO-xB2O3-yBaCu(B2O5)、MgO-2B2O3-xwt%BaCu(B2O5)-ywt%H3BO3以及3MgO-B2O3-xwt%BaCu(B2O5)-ywt%H3BO3等低介低损LTCC微波介电陶瓷,进一步完善低介LTCC材料性能调控的原理和方法,为类似微波介电材料的科学裁剪提供了实验与理论借鉴。此外,还对Bi3B5+xO12+3x/2(x=0~6)、Bi4B2+xO9+3x/2、Li2O-Al2O3-2B2O3、Li2O-2MgO-Al2O3-6MoO3等低温共烧LTCC材料体系以及Sr1+xSm2Al2O7+x、La2MgGeO6、Ln2MoO6(Ln=La、Y)、CaTiO3-LnAlO3(Ln=La, Nd)等高Q值微波介质陶瓷材料体系进行了相应的探索工作,并对材料的“组成—结构—性能”的关系进行了系统的研究。
项目成果
期刊论文数量(29)
专著数量(0)
科研奖励数量(2)
会议论文数量(0)
专利数量(8)
Sintering Behavior and Microwave Dielectric Properties of Low-Permittivity SrMgSi(2)O(6)Ceramic
低介电常数SrMgSi(2)O(6)陶瓷的烧结行为及微波介电性能
- DOI:10.1007/s11664-020-08327-z
- 发表时间:2020
- 期刊:Journal of Electronic Materials
- 影响因子:2.1
- 作者:Zhou Xianjie;Zhou Huanfu;Hu Sang;Luan Xiaowen;Deng Jiji;Lu Chengming;Li Shixuan;Wang Kuangguo;Chen Xiuli
- 通讯作者:Chen Xiuli
Solid-state reaction mechanism and microwave dielectric properties of 0.95MgTiO(3)-0.05CaTiO(3) ceramics
0.95MgTiO(3)-0.05CaTiO(3)陶瓷的固态反应机理及微波介电性能
- DOI:10.1007/s10854-017-8111-z
- 发表时间:2018
- 期刊:Journal of Materials Science: Materials in Electronics
- 影响因子:--
- 作者:Wang Kangguo;Zhou Huanfu;Sun Wendong;Chen Xiuli;Ruan Hong
- 通讯作者:Ruan Hong
Structure and dielectric properties of novel series of 3CaO-RE2O3-2WO(3)(RE = La, Nd and Sm) microwave ceramics and the adjustment of tau(f)value
新型3CaO-RE2O3-2WO(3)(RE=La、Nd、Sm)系列微波陶瓷的结构、介电性能及tau(f)值的调节
- DOI:10.1007/s10854-020-04058-3
- 发表时间:2020
- 期刊:Journal of Materials Science: Materials in Electronics
- 影响因子:--
- 作者:Zhou Xianjie;Zhou Huanfu;Luan Xiaowen;Hu Sang;Wang Kangguo;Wang Xi;He Sen;Zhou Shicheng;Shi Junpeng;Chen Xiuli
- 通讯作者:Chen Xiuli
Microwave dielectric properties of LiSmTa4O12 ceramics with A-site deficient perovskite structure
缺A位钙钛矿结构LiSmTa4O12陶瓷的微波介电性能
- DOI:10.1016/j.matlet.2020.128020
- 发表时间:2020
- 期刊:Materials Letters
- 影响因子:3
- 作者:Wang Kangguo;Zhou Huanfu;Luan Xiaowen;Hu Sang;Zhou Xianjie;Deng Jiji;Li Shixuan
- 通讯作者:Li Shixuan
Microwave Dielectric Properties of Low-Temperature Co-fired Mg2Al4Si5O18-BaCu(B2O5) Ceramics
低温共烧Mg2Al4Si5O18-BaCu(B2O5)陶瓷的微波介电性能
- DOI:10.1007/s11664-019-07830-2
- 发表时间:2020
- 期刊:Journal of Electronic Materials
- 影响因子:2.1
- 作者:Deng Jiji;Zhou Huanfu;Li Shixuan;Lu Chengming;Wang Kangguo;Sun Wendong
- 通讯作者:Sun Wendong
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A_4B_3O_(12)型六方钙钛矿微波介质陶瓷的研究进展
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- 作者:廖维;方亮;周焕福;苏聪学;刘晓斌
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- 发表时间:2012
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Bi4Ti3O12 modified low voltage ZnO-based varistors: microstructure, electrical properties and ag
Bi4Ti3O12 改性低压 ZnO 基压敏电阻:微观结构、电性能和银
- DOI:--
- 发表时间:2013
- 期刊:Journal of Materials Science: Materials in Electronics
- 影响因子:--
- 作者:周焕福;郭汝丽;褚冬进;常宝成;覃远东;方亮
- 通讯作者:方亮
Thermally Stable BaTiO3-Bi(Mg2/3Nb1/3)O3 Solid Solution with High Relative Permittivity in a BroadTemperatureUsageRange
热稳定的 BaTiO3-Bi(Mg2/3Nb1/3)O3 固溶体,在宽温度使用范围内具有高相对介电常数
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:Journal of the American Ceramic Society
- 影响因子:3.9
- 作者:陈秀丽;陈杰;马丹丹;方亮;周焕福
- 通讯作者:周焕福
其他文献
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