毕业论文课题相关文献综述

文 献 综 述

1. 微波介质陶瓷概述

微波是指频段介于超短波与红外波之间的电磁波，频率范围介于300MHz-3000GHz，适用于各类无线通讯场合。微波介质陶瓷（MWDC）是指应用于微波频段电路中作为介质材料并完成一种或多种功能的陶瓷，是现代通信广泛使用的谐振器、双工器、介质基片等微波元器件的关键材料[1-2]。微波介质陶瓷制成的介质谐振器与金属空腔谐振器相比具有质量轻，体积小，性能稳定，价格便宜等优点[1]。随着科技发展，人们对微波器件的要求越来越高，本质也就是对微波介质陶瓷的性能要求越来越高。

1.1 微波介质陶瓷的分类

微波介质陶瓷的分类标准有很多，通常情况下按介电性能进行分类，按其介电常数的大将其分为低介、中介、高介三大类[1]。Zr0.6(Zn1/3Nb2/3)0.4TiO4的介电常数εr=35-45，属于中介电常数类陶瓷。

（1）低介电常数体系

低介电常数微波介质陶瓷的介电常数在25-30之间，品质因数较高，谐振频率温度系数τf≈0。主要应用于微波基板，卫星通讯以及军事应用等通讯系统中，其主要分子式为A(BB)O3(其中A=Ba、Sr，B=Mg、Zn、Co、Ni、Mn,B=Nb、Ta),具有复合钙钛矿结构[3]。

（2）中介电常数体系

中介电常数微波介质陶瓷的介电常数介于30-70之间，τf≤10-6/℃，主要应用于4-8GHz频率范围内的卫星通讯或移动通讯基站[3]。中等εr和Q值的MWDC主要是以BaTi4O9，Ba2Ti9O20，（Zr、Sn）TiO4和MTiO3-LnAlO3(M=Ca，Sr，Ba；Ln=La，Sm，Nd)为基的MWDC材料以及低介电常数材料与CaTiO3、SrTiO3等的复合材料[4]。但对于BaTi4O9，Ba2Ti9O20材料，虽可通过两种材料比例,使该体系在整个微波波段范围内都可应用，但其Q值不高且频率温度系数不易调整。因此，以ZrTiO4为基的陶瓷材料由于具有高介电常数，高品质因数，只依赖于组成的谐振频率温度系数而受到广泛关注[5] ，是制备电容器、压电传感器以及微波介电谐振器等微波器件的常用材料。但其缺点如烧结温度过高，Qf偏低，故生产成本昂贵且应用受到限制。而用（Zn1/3Nb2/3）4 部分取代Zr4 所得到的Zr1-x(Zn1/3Nb2/3)xTiO4陶瓷，由于ZnNb2O6为低熔点氧化物，且Qf较高，因此烧结温度大大降低，烧结性能（形成液相传质机制）与Qf大幅提高，此外由于ZrTiO4，ZnNb2O6的温度系数分别为正值负值，因此可通过调节两者的成分比例，使Zr1-x(Zn1/3Nb2/3)xTiO4陶瓷的τf耦合为0。Zr1-x(Zn1/3Nb2/3)xTiO4陶瓷具有ZrTiO4，ZnNb2O6两者复合的优点，因此我的课题的研究体系为Zr1-x(Zn1/3Nb2/3)xTiO4陶瓷。

（3）高介电常数体系