研究目的
研究[Ca0.25(Nd1-xBix)0.5]MoO4陶瓷的烧结行为与微波介电性能,重点探讨Bi取代对谐振频率温度系数(TCF)的调控作用及其在低温共烧陶瓷(LTCC)中的应用。
研究成果
[Ca0.25(Nd1-xBix)0.5]MoO4陶瓷在780°C以下形成具有良好致密化的白钨矿固溶体。Bi掺杂有效地将温度系数(TCF)从负值转变为正值,其中x=0.6的组分在25-130°C范围内表现出温度稳定特性(介电常数~23.55,品质因数Qf~22,500 GHz,TCF~ -8 ppm/°C),适用于低温共烧陶瓷(LTCC)技术。这证明了Bi改性白钨矿材料在微波应用中的潜力。
研究不足
该研究仅限于x=0.2至0.8的特定成分范围及最高780°C的烧结温度。部分成分(如x=0.8)在烧结前存在的第二相可能影响性能,且Qf值随Bi含量增加而降低,这对高性能应用可能构成缺陷??赡苄枰徊接呕煞趾蜕战崽跫蕴嵘阅?。
1:实验设计与方法选择:
采用固相反应法制备陶瓷材料,该方法因合成陶瓷的简便性和高效性而被选用。使用化学计量配比[Ca0.25(Nd1-xBix)0.5]MoO4(x取值0.2至0.8)研究铋取代效应。
2:25(Nd1-xBix)5]MoO4(x取值2至8)研究铋取代效应。 样品与数据来源:
2. 样品与数据来源:起始试剂包括Bi2O3、CaCO3、Nd2O3和MoO3。样品先在600°C煅烧,再于660-780°C空气氛围中烧结。
3:CaCONd2O3和MoO3。样品先在600°C煅烧,再于660-780°C空气氛围中烧结。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:设备包含X射线衍射仪(Rigaku D/MAX-2400)、网络分析仪(HP 8720)及温控箱(Delta 9023)。材料为Bi2O3(>99%,蜀都粉体公司)、CaCO3、Nd2O3(>99%,国药集团化学试剂公司)和MoO3(>99%,福晨化学试剂)。
4:0)、网络分析仪(HP 8720)及温控箱(Delta 9023)。材料为Bi2O3(>99%,蜀都粉体公司)、CaCONd2O3(>99%,国药集团化学试剂公司)和MoO3(>99%,福晨化学试剂)。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:将粉末混合、煅烧、压片后烧结。通过XRD进行物相鉴定,采用TE01d介质谐振器法测量微波介电性能,根据不同温度下的共振频率计算介电常数、Qf值和TCF。
5:数据分析方法:
通过XRD图谱分析物相纯度。介电性能经测量后,采用公式TCF = (fT - fT0) / (fT0 * (T - T0)) * 10^6计算TCF(fT和fT0分别为温度T和T0时的共振频率)。
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获取完整内容-
X-ray diffractometer
D/MAX-2400
Rigaku
Used for phase identification of ceramic samples through X-ray diffraction analysis.
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Network Analyzer
8720
Hewlett-Packard
Used to measure microwave dielectric properties, specifically resonant frequency for permittivity and Qf calculations.
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Temperature Chamber
9023
Delta Design
Used to control temperature during microwave dielectric measurements for TCF calculation.
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Bi2O3
Shu-Du Powders Co. Ltd.
Starting material for ceramic synthesis, provides Bi ions for substitution.
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Nd2O3
Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd
Starting material for ceramic synthesis, provides Nd ions.
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MoO3
Fuchen Chemical Reagents
Starting material for ceramic synthesis, provides Mo ions.
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CaCO3
Starting material for ceramic synthesis, provides Ca ions.
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